DE102020119748A1 - Last verteilung-optimierung für selbstorganisierende netzwerke der fünften generation - Google Patents

Last verteilung-optimierung für selbstorganisierende netzwerke der fünften generation Download PDF

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DE102020119748A1
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Joey Chou
Yizhi Yao
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005—Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0083—Determination of parameters used for hand-off, e.g. generation or modification of neighbour cell lists
    • H04W36/00835—Determination of neighbour cell lists

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Lastverteilung-Optimierung weist die Analyse lastbezogener Informationen für eine Mehrzahl benachbarter Zellen auf. Basierend auf der Analyse der lastbezogenen Informationen kann ein Lastverteilungsvorgang durchgeführt werden, der eine Optimierung der Zellneuwahl oder eine Optimierung der Übergabeparameter und Aktionen aufweist. Anschließend kann eine Benachrichtigung erzeugt werden, um anzuzeigen, dass sich die Neuauswahl- oder Übergabeparameter geändert haben, oder um anzuzeigen, dass eine Aktualisierung der virtualisierten Ressourcen erforderlich ist.

Description

  • PRIORITÄT
  • Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der Priorität der vorläufigen US Patentanmeldung Ser. Nr. 62/883,536 , eingereicht am 6. August, 2019, deren Inhalt hiermit vollumfänglich durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Verschiedene Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf den Bereich der Drahtlos-Kommunikation.
  • HINTERGRUND
  • Das Ziel der Lastverteilung-Optimierung (Load Balancing Optimization - LBO) ist es, den Benutzerverkehr automatisch auf benachbarte Zellen zu verteilen, um sicherzustellen, dass die Funkressourcen effizient genutzt werden und gleichzeitig eine qualitativ hochwertige Endbenutzererfahrung und Leistung geboten wird. LBO kann die Lastinformationen sammeln und analysieren, um die Aktionen zu ermitteln, die Folgendes aufweisen können: Benutzergeräte (User Equipment - UE)-Auswahl, bei der der Knotenpunkt (gNodeB - gNB) der nächsten Generation ein oder mehrere Benutzergeräte (UEs) auswählt und ihnen befiehlt, an nicht überlastete Nachbarzellen zu übergeben, Zellneuwahl, bei der der gNB ein oder mehrere UEs anweist, auf weniger überlasteten Nachbarzellen zu verlagern, und Mobilitätseinstellung, bei der der gNB die Übergabeparameter modifiziert, um die Abdeckung einer überlasteten Zelle zu ändern.
  • Ein schlecht konfigurierter RACH (Random Access Channel - Vielfachzugriffskanal) kann die Zeit verlängern, die ein UE benötigt, um auf das Netzwerk zuzugreifen, und kann die Zugriffsfehler erhöhen, was sich sowohl auf den Verbindungsaufbau als auch auf die Handover-Performanz auswirkt. Die manuelle Konfiguration des RACH gemäß den verschiedenen RAN-Bedingungen ist jedoch eine enorme und kostspielige Aufgabe für die Betreiber. Die RACH-Optimierung besteht darin, die RACH-Parameter in einer Zelle automatisch zu konfigurieren, um die optimale RACH-Leistung durch Reduzierung der Netzzugriffs- und Weiterreichungszeit zu erreichen und die Ausfälle zu minimieren.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenlegung betreffen unter anderem die Optimierung der Lastverteilung (LBO) und die Optimierung der Robustheit der Mobilität (MRO). Die vorliegende Offenlegung beschreibt eine Reihe von 5G Selbstorganisierende Netzwerk (SON)-Lösungen, einschließlich der Verwaltung von verteiltem LBO, zentralisiertem LBO und RACH-Optimierung.
  • Figurenliste
  • In den Zeichnungen beziehen sich die Referenzzeichen in den verschiedenen Ansichten im Allgemeinen auf die gleichen Teile. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, vielmehr liegt der Schwerpunkt im Allgemeinen auf der Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
    • 1 eine Architektur eines Systems eines Netzwerks nach mindestens einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 2 eine Architektur eines Systems mit einem Kernnetzwerk gemäß mindestens einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 3 eine Architektur eines Systems mit einem Kernnetzwerk gemäß mindestens einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 4 die Infrastrukturausrüstung gemäß mindestens einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 5 eine Plattform gemäß zumindest einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 6 eine Basisbandschaltung gemäß zumindest einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 7 verschiedene Protokollfunktionen, die in einem Drahtlos-Kommunikationsgerät gemäß zumindest einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung implementiert werden können zeigt;
    • 8 Komponenten eines Kernnetzes gemäß zumindest einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 9 ein Blockdiagramm, das Komponenten eines Systems gemäß zumindest einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, zeigt;
    • 10 ein Blockdiagramm, das Komponenten veranschaulicht, die in der Lage sind, Anweisungen von einem maschinenlesbaren oder computerlesbaren Medium zu lesen und eine oder mehrere der Verfahren gemäß mindestens einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung auszuführen zeigt, ist;
    • 11 ein Blockdiagramm, das Komponenten eines Systems gemäß zumindest einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, ist;
    • 12 ein Flussdiagramm, das einen Prozess gemäß mindestens einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht zeigt;
    • 13 ein Flussdiagramm, das einen Prozess gemäß mindestens einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, zeigt; und
    • 14 ein Flussdiagramm der RACH-Optimierung gemäß zumindest einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • BESCHREIBUNG
  • Die folgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf die begleitenden Zeichnungen. Dieselben Referenznummern können in verschiedenen Zeichnungen verwendet werden, um gleiche oder ähnliche Elemente zu identifizieren. In der folgenden Beschreibung werden zu Erklärungszwecken und nicht aus Gründen der Beschränkung spezifische Details wie bestimmte Strukturen, Architekturen, Schnittstellen, Techniken usw. aufgeführt, um ein gründliches Verständnis der verschiedenen Aspekte verschiedener Ausführungsformen bereitzustellen. Für diejenigen, die den Vorteil der vorliegenden Offenbarung aufweisen, wird es jedoch offensichtlich sein, dass die verschiedenen Aspekte der verschiedenen Ausführungsformen auch in anderen Beispielen, die von diesen spezifischen Einzelheiten abweichen, praktiziert werden können. In bestimmten Fällen werden Beschreibungen wohlbekannter Vorrichtungen, Schaltungen und Methoden weggelassen, um die Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen nicht mit unnötigen Einzelheiten zu verdecken. Für die Zwecke dieses Dokuments bedeutet der Ausdruck „A oder B“ (A), (B) oder (A und B).
  • Der Begriff „Schaltung“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Hardwarekomponenten wie eine elektronische Schaltung, eine logische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und/oder Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Bauelement (FPD), ist Teil davon oder weist diese auf (z.B, ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), ein programmierbares Logikbauelement (PLD), ein komplexes PLD (CPLD), ein PLD hoher Kapazität (HCPLD), eine strukturierte ASIC oder ein programmierbares System on Chip (SoC), digitale Signalprozessoren (DSPs) usw., die so eingerichtet sind, dass sie die beschriebene Funktionalität bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann die Schaltung ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführen, um zumindest einen Teil der beschriebenen Funktionalität bereitzustellen. Der Begriff „Schaltung“ kann sich auch auf eine Kombination von einem oder mehreren Hardware-Elementen (oder eine Kombination von in einem elektrischen oder elektronischen System verwendeten Schaltungen) mit dem Programmcode beziehen, der zur Ausführung der Funktionalität dieses Programmcodes verwendet wird. In diesen Ausführungsformen kann die Kombination von Hardware-Elementen und Programmcode als eine bestimmte Art von Schaltung bezeichnet werden.
  • Der Begriff „Prozessorschaltung“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Schaltungen, die in der Lage sind, sequentiell und automatisch eine Folge von arithmetischen oder logischen Operationen auszuführen oder digitale Daten aufzuzeichnen, zu speichern und/oder zu übertragen. Der Begriff „Prozessorschaltung“ kann sich auf einen oder mehrere Anwendungsprozessoren, einen oder mehrere Basisbandprozessoren, eine körperliche Zentraleinheit (CPU), einen Einkernprozessor, einen Zweikernprozessor, einen Dreikernprozessor, einen Vierkernprozessor und/oder jedes andere Gerät beziehen, das in der Lage ist, computerausführbare Befehle, wie z.B. Programmcode, Softwaremodule und/oder funktionale Prozesse, auszuführen oder anderweitig zu betreiben. Die Begriffe „Anwendungsschaltung“ und/oder „Basisbandschaltung“ können als Synonym für „Prozessorschaltung“ angesehen und als solche bezeichnet werden.
  • Der Begriff „Schnittstellenschaltung“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Schaltungen, die den Informationsaustausch zwischen zwei oder mehr Komponenten oder Geräten ermöglichen. Der Begriff „Schnittstellenschaltungen“ kann sich auf eine oder mehrere Hardwareschnittstellen beziehen, z.B. Busse, E/A-Schnittstellen, Schnittstellen von Peripheriekomponenten, Netzwerkschnittstellenkarten und/oder dergleichen.
  • Der Begriff „Benutzergerät“ oder „UE“ gemäß der hier verwendeten Bezeichnung bezieht sich auf ein Gerät mit Funkkommunikationsfähigkeiten und kann einen entfernten Benutzer von Netzwerkressourcen in einem Kommunikationsnetz beschreiben. Der Begriff „Benutzergerät“ oder „UE“ kann als Synonym für Client, Mobile, Mobilgerät, mobiles Gerät, mobiles Endgerät, Benutzerendgerät, mobile Einheit, Mobilstation, mobiler Benutzer, Teilnehmer, Benutzer, entfernte Station, Zugriffsagent, Benutzeragent, Empfänger, Funkgerät, rekonfigurierbares Funkgerät, rekonfigurierbares mobiles Gerät usw. angesehen werden und kann als solcher bezeichnet werden. Darüber hinaus kann der Begriff „Benutzergerät“ oder „UE“ jede Art von drahtlosem/verdrahtetem Gerät oder jedes Computergerät einschließlich einer Drahtlos-Kommunikationsschnittstelle aufweisen.
  • Der Begriff „Netzwerkelement“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf physische oder virtualisierte Ausrüstung und/oder Infrastruktur, die verwendet wird, um drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsnetzdienste bereitzustellen. Der Begriff „Netzwerkelement“ kann als Synonym für einen vernetzten Computer, Netzwerk-Hardware, Netzwerkausrüstung, Netzwerk-Knoten, Router, Switch, Hub, Bridge, Funknetzwerk-Steuerungseinheit, RAN-Gerät (Random Access Network - Vielfachzugriffsnetzwerk), RAN-Knoten, Gateway, Server, virtualisierte Netzwerkfunktion (VNF), NFV-Infrastruktur (NFVI) und/oder dergleichen angesehen und/oder als solcher bezeichnet werden.
  • Der Begriff „Computersystem“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf jede Art von miteinander verbundenen elektronischen Geräten, Computergeräten oder Komponenten davon. Zusätzlich kann sich der Begriff „Computersystem“ und/oder „System“ auf verschiedene Komponenten eines Computers beziehen, die kommunikativ miteinander gekoppelt sind. Darüber hinaus kann sich der Begriff „Computersystem“ und/oder „System“ auf mehrere Computergeräte und/oder mehrere Computersysteme beziehen, die kommunikativ miteinander gekoppelt und so eingerichtet sind, dass sie Computer- und/oder Netzwerkressourcen gemeinsam nutzen.
  • Der Begriff „Gerät“, „Computergerät“ oder dergleichen, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Computergerät oder Computersystem mit Programmcode (z.B. Software oder Firmware), das speziell dafür ausgelegt ist, eine bestimmte Computerressource bereitzustellen. Ein „virtuelles Gerät“ ist ein virtuelles Maschinenabbild, das durch ein mit einem Hypervisor ausgestattetes Gerät implementiert wird, das ein Computergerät virtualisiert oder emuliert oder anderweitig dazu bestimmt ist, eine bestimmte Computerressource bereitzustellen.
  • Der hier verwendete Begriff „Ressource“ bezieht sich auf ein physisches oder virtuelles Gerät, eine physische oder virtuelle Komponente innerhalb einer Computerumgebung und/oder eine physische oder virtuelle Komponente innerhalb eines bestimmten Geräts, wie z. B. Computergeräte, mechanische Geräte, Speicherplatz, Prozessor/CPU-Zeit, Prozessor/CPU-Auslastung, Prozessor und Beschleunigerlasten, Hardwarezeit oder -auslastung, elektrische Leistung, Ein-/Ausgabeoperationen, Ports oder Netzwerksteckdosen, Kanal-/Link-Zuweisung, Durchsatz, Speichernutzung, Speicherauslastung, Speicher, Netzwerk, Datenbank und Anwendungen, Workload-Einheiten und/oder Ähnliches. Eine „Hardwareressource“ kann sich auf Rechen-, Speicher- und/oder Netzwerkressourcen beziehen, die von physischen Hardwareelementen bereitgestellt werden. Eine „virtualisierte Ressource“ kann sich auf Rechen-, Speicher- und/oder Netzwerkressourcen beziehen, die von einer Virtualisierungsinfrastruktur einer Anwendung, einem Gerät, einem System usw. zur Verfügung gestellt werden. Der Begriff „Netzwerkressource“ oder „Kommunikationsressource“ kann sich auf Ressourcen beziehen, auf die von Computergeräten/-systemen über ein Kommunikationsnetzwerk zugegriffen werden kann. Der Begriff „Systemressourcen“ kann sich auf jede Art von gemeinsam genutzten Einheiten beziehen, die Dienste bereitstellen, und kann Rechen- und/oder Netzwerkressourcen aufweisen. Systemressourcen können als eine Reihe von kohärenten Funktionen, Netzdatenobjekten oder Diensten betrachtet werden, auf die über einen Server zugegriffen werden kann, wenn sich diese Systemressourcen auf einem oder mehreren Hosts befinden und eindeutig identifizierbar sind.
  • Der hier verwendete Begriff „Kanal“ bezieht sich auf jedes Übertragungsmedium, sei es materiell oder immateriell, das zur Kommunikation von Daten oder eines Datenstroms verwendet wird. Der Begriff „Kanal“ kann gleichbedeutend mit und/oder äquivalent zu „Kommunikationskanal“, „Datenkommunikationskanal“, „Übertragungskanal“, „Datenübertragungskanal“, „Zugangskanal“, „Datenzugangskanal“, „Link“, „Datenverbindung“, „Träger“, „Hochfrequenzträger“ und/oder jedem anderen ähnlichen Begriff sein, der einen Pfad oder ein Medium bezeichnet, über den bzw. das Daten kommuniziert werden. Zusätzlich bezieht sich der Begriff „Link“, wie er hier verwendet wird, auf eine Verbindung zwischen zwei Geräten durch eine Radio Access Technology (RAT) zum Zweck der Übertragung und des Empfangs von Informationen.
  • Die Begriffe „instanziieren“, „instanziieren“ und dergleichen, wie sie hier verwendet werden, beziehen sich auf die Erzeugung einer Instanz. Eine „Instanz“ bezieht sich auch auf ein konkretes Auftreten eines Objekts, das z.B. während der Ausführung von Programmcode auftreten kann.
  • Die Begriffe „gekoppelt“, „kommunikativ gekoppelt“ sowie Ableitungen davon werden hier verwendet. Der Begriff „gekoppelt“ kann bedeuten, dass zwei oder mehr Elemente in direktem physischen oder elektrischen Kontakt miteinander stehen, kann bedeuten, dass zwei oder mehr Elemente indirekt miteinander in Kontakt stehen, aber dennoch miteinander kooperieren oder interagieren, und/oder kann bedeuten, dass ein oder mehr andere Elemente zwischen den Elementen, von denen gesagt wird, dass sie miteinander gekoppelt sind, gekoppelt oder verbunden sind. Der Begriff „direkt gekoppelt“ kann bedeuten, dass zwei oder mehr Elemente in direktem Kontakt miteinander stehen. Der Begriff „kommunikativ gekoppelt“ kann bedeuten, dass zwei oder mehr Elemente durch ein Kommunikationsmittel miteinander in Kontakt stehen können, einschließlich durch einen Draht oder eine andere Zwischenverbindung, durch einen drahtlosen Kommunikationskanal oder Tinte und/oder dergleichen.
  • Der Begriff „Informationselement“ bezieht sich auf ein Strukturelement, das ein oder mehrere Felder enthält. Der Begriff „Feld“ bezieht sich auf den individuellen Inhalt eines Informationselements oder eines Datenelements, das einen Inhalt enthält.
  • Der Begriff „SMTC“ bezieht sich auf eine SSB-basierte Messzeitkonfiguration, die durch SSB-MeasurementTimingConfiguration eingerichtet ist.
  • Der Begriff „SSB“ bezieht sich auf einen Synchronisationssignalblock oder Physical Broadcast Channel(Physikalischer Rundsendekanal)-Block (SS- oder PBCH-Block).
  • Der Begriff „Primärzelle“ bezieht sich auf die auf der Primärfrequenz arbeitende Master Cell Group (MCG)-Zelle, in der das Benutzergerät entweder das Verfahren zum erstmaligen Verbindungsaufbau durchführt oder das Verfahren zum erneuten Verbindungsaufbau einleitet.
  • The term „Primary SCG Cell“ refers to the Secondary Cell Group (SCG cell) in which the UE performs random access when performing the Reconfiguration with Sync procedure for DC operation.
  • Der Begriff „Primäre SCG-Zelle“ bezieht sich auf die sekundäre Zellgruppe (SCG-Zelle), in der das UE bei der Durchführung des Verfahrens „Rekonfiguration mit Sync“ für den DC-Betrieb einen Direktzugriff durchführt.
  • Der Begriff „Sekundärzelle“ bezieht sich auf eine Zelle, die zusätzliche Funkressourcen zusätzlich zu einer Sonderzelle für ein mit Carrier Aggregation (CA) eingerichtetes UE bereitstellt.
  • Der Begriff „Secondary Cell Group“ oder „SCell“ bezieht sich auf die Untergruppe von Service-Zellen, die die Primary SCell (PSCell) und null oder mehr Sekundärzellen für ein mit Dual Connectivity (DC) eingerichtetes UE aufweisen.
  • Der Begriff „Serving Cell“ („Diensterbringende Zelle“) oder „Serving Cells“ („Diensterbringende Zellen“) bezieht sich auf den Satz von Zellen, der die Spezialzelle(n) und alle Sekundärzellen für ein UE in RRCCONNECTED aufweist, das mit CA/DC eingerichtet ist.
  • Der Begriff „Sonderzelle“ bezieht sich auf die Primärzelle (PCell) des MCG oder die PSCell des SCG für DC-Betrieb; andernfalls bezieht sich der Begriff „Sonderzelle“ auf die P-Zelle.
  • 1 veranschaulicht eine Beispielarchitektur eines Systems 100 eines Netzwerks gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die folgende Beschreibung wird für ein Beispielsystem 100 bereitgestellt, das in Verbindung mit den Systemstandards der Long Term Evolution (LTE) und der fünften Generation (5G) oder New Radio (NR) arbeitet, gemäß den technischen Spezifikationen des Third Generation Partnership Project (3GPP). Die Beispielausführungsformen sind in dieser Hinsicht jedoch nicht beschränkt, und die beschriebenen Ausführungsformen können auch für andere Netzwerke gelten, die von den hier beschriebenen Prinzipien profitieren, wie z.B. zukünftige 3GPP-Systeme (z.B. Systeme der sechsten Generation (6G)), 802.16-Protokolle des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) (z.B. Wireless Metropolitan Area Network (WMAN), Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), usw.), oder dergleichen.
  • Wie in 1 dargestellt ist, weist das System 100 UE 101a und UE 101b (zusammen als „UEs 101“ oder „UE 101“ bezeichnet) auf. In diesem Beispiel werden die UEs 101 als Smartphones dargestellt (z.B. tragbare mobile Computergeräte mit Touchscreen, die an ein oder mehr zellulare Netzwerke angeschlossen werden können), können aber auch alle mobilen oder nicht-mobilen Computergeräte aufweisen, wie z.B. Geräte der Unterhaltungselektronik, Mobiltelefone, Smartphones, Spielfilmtelefone, Tablet-Computer, tragbare Computergeräte, persönliche digitale Assistenten (PDAs), Pager, drahtlose Handgeräte, Desktop-Computer, Laptop-Computer, Infotainment-Geräte (IVI) im Fahrzeug, Unterhaltungsgeräte (ICE) im Fahrzeug, ein Instrumentencluster (IC), Head-Up-Display (HUD)-Geräte, On-Board-Diagnosegeräte (OBD), mobile Dashtop-Ausrüstung (DME), mobile Datenendgeräte (MDTs), elektronisches Motormanagementsystem (EEMS), elektronische/motorische Steuerungseinheiten (ECUs), elektronische/motorische Steuermodule (ECMs), eingebettete Systeme, Mikrocontroller, Steuerungseinheiten, Motormanagementsysteme (EMS), vernetzte oder „intelligente“ Geräte, MTC-Geräte (Machine-Type Communications), M2M-Geräte (Machine-to-Machine), loT-Geräte (Internet of Things) und/oder dergleichen.
  • In einigen Ausführungsformen kann jedes der UEs 101 ein IoT-UE sein, das eine Netzwerk-Zugangsschicht aufweist, die für IoT-Anwendungen mit geringem Stromverbrauch unter Verwendung kurzlebiger UE-Verbindungen ausgelegt ist. Ein IoT-UE kann Technologien wie M2M oder MTC für den Datenaustausch mit einem MTC-Server oder -Gerät über ein öffentliches terrestrisches Mobilfunknetz (PLMN), Proximity Services (ProSe) oder Device-to-Device-Kommunikation (D2D), Sensornetze oder IoT-Netze nutzen. Der M2M- oder MTC-Datenaustausch kann ein maschineninitiierter Datenaustausch sein. Ein IoT-Netzwerk beschreibt miteinander verbundene IoT-UEs, die eindeutig identifizierbare eingebettete Computergeräte (innerhalb der Internet-Infrastruktur) aufweisen können, mit kurzlebigen Verbindungen. Die IoT-UEs können Hintergrundanwendungen ausführen (z.B. Keep-alive-Nachrichten, Statusaktualisierungen usw.), um die Verbindungen des IoT-Netzwerks zu erleichtern.
  • Die UEs 101 können eingerichtet sein, um z.B. eine kommunikative Kopplung mit einem oder RAN 110 herzustellen. Gemäß Ausführungsformen kann das RAN 110 ein Next Generation (NG) RAN oder ein 5G RAN, ein Evolved UTRAN (E-UTRAN) oder ein Legacy RAN sein, wie z.B. ein Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) oder GSM EDGE (Enhanced Datarates for GSM Evolution) RAN (GERAN). Gemäß der hier verwendeten Bezeichnung kann sich der Begriff „NG RAN“ o.ä. auf ein RAN 110 beziehen, das in einem New Radio (NR) oder 5G-System 100 betrieben wird, und der Begriff „E-UTRAN“ o.ä. kann sich auf ein RAN 110 beziehen, das in einem LTE- oder System 100 der vierten Generation (4G) betrieben wird. Die UEs 101 verwenden Verbindungen (oder Kanäle) 103 bzw. 104, von denen jede eine physische Kommunikationsschnittstelle oder -schicht aufweist (wird weiter unten näher erläutert).
  • In diesem Beispiel sind die Verbindungen 103 und 104 als Luftschnittstelle dargestellt, um eine kommunikative Kopplung zu ermöglichen, und können mit zellularen Kommunikationsprotokollen konsistent sein, wie z.B. einem Global System for Mobile Communications (GSM-Protokoll), einem Code-Division Multiple Access (CDMA)-Netzwerkprotokoll, einem Push-to-Talk (PTT)-Protokoll, einem PTT over Cellular (POC)-Protokoll, einem Universal Mobile Telecommunications System (UMTS-Protokoll), einem 3GPP-LTE-Protokoll, einem 5G-Protokoll, einem NR-Protokoll und/oder einem der anderen hier besprochenen Kommunikationsprotokolle. In Ausführungsformen können die UEs 101 Kommunikationsdaten direkt über eine ProSe-Schnittstelle 105 austauschen. Die ProSe-Schnittstelle 105 kann alternativ als Sidelink (S)L-Schnittstelle 105 bezeichnet werden und kann einen oder mehrere logische Kanäle aufweisen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen Physical Sidelink Control Channel (PSCCH), einen Physical Sidelink Shared Channel (PSSCH), einen Physical Sidelink Downlink Channel (PSDCH) und einen Physical Sidelink Broadcast Channel (PSBCH).
  • Es ist dargestellt, dass das UE 101b eingerichtet ist, um über die Verbindung 107 auf einen Zugangspunkt (Access Point - AP) 106 (auch als „WLAN-Knoten 106“, „WLAN 106“, „WLAN-Terminierung 106“, „WT 106“ oder ähnliches bezeichnet) zuzugreifen. Die Verbindung 107 kann eine lokale drahtlose Verbindung aufweisen, z.B. eine Verbindung, die mit einem beliebigen IEEE 802.11 -Protokoll übereinstimmt, wobei der AP 106 einen Wireless Fidelity (Wi-Fi®)-Router aufweisen würde. In diesem Beispiel ist der AP 106 so dargestellt, dass er mit dem Internet verbunden ist, ohne mit dem Kernnetzwerk des drahtlosen Systems verbunden zu sein (weiter unten ausführlicher beschrieben). In verschiedenen Ausführungsformen sind UE 101b, RAN 110 und AP 106 eingerichtet, um den LWA-Betrieb und/oder den LWIP-Betrieb zu nutzen. Der LWA-Betrieb kann beinhalten, dass das UE 101b in RRC_CONNECTED durch einen RAN-Knoten 111a-b eingerichtet ist, um die Funkressourcen von LTE und Wireless Local Area Network (WLAN) zu nutzen. Der Betrieb von LTE/WLAN Radio Level Integration with IPsec Tunnel (LWIP) kann beinhalten, dass das UE 101b WLAN-Funkressourcen (z.B. Verbindung 107) über IP Security (IPsec) Protokoll-Tunneling nutzt, um Pakete (z.B. Internet Protocol (IP)-Pakete), die über die Verbindung 107 gesendet werden, zu authentifizieren und zu verschlüsseln. IPsec-Tunneling kann das Einkapseln der Gesamtheit der ursprünglichen IP-Pakete und das Hinzufügen eines neuen Paket-Kopffeldes (Paket-Headers) aufweisen, wodurch der ursprüngliche Header der IP-Pakete geschützt wird.
  • Das RAN 110 kann einen oder mehr Zugangs-Netzwerk(Access Network - AN)-Knoten oder RAN-Knoten 111a und 111b (zusammen als „RAN-Knoten 111“ oder „RAN-Knoten 111“ bezeichnet) aufweisen, die die Verbindungen 103 und 104 ermöglichen. Die hier verwendeten Begriffe „Zugangsknoten“, „Zugangspunkt“ o.ä. können Geräte beschreiben, die die Funkbasisbandfunktionen für Daten- und/oder Sprachverbindungen zwischen einem Netz und einem oder mehreren Benutzern bereitstellen. Diese Zugangsknoten können als Basisstation (BS), Next Generation NodeB (gNBs), RAN-Knoten, weiterentwickelte NodeB (eNBs), NodeBs, RSUs, Sende-Empfangspunkte (TRxPs oder TRPs) usw. bezeichnet werden und können Bodenstationen (z.B. terrestrische Zugangspunkte) oder Satellitenstationen aufweisen, die eine Abdeckung innerhalb eines geographischen Gebiets (z.B. einer Zelle) bereitstellen. Gemäß der hier verwendeten Bezeichnung kann sich der Begriff „NG RAN-Knoten“ o.ä. auf einen RAN-Knoten 111 beziehen, der in einem NR- oder 5G-System 100 (z.B. einem gNB) betrieben wird, und der Begriff „E-UTRAN-Knoten“ o.ä. kann sich auf einen RAN-Knoten 111 beziehen, der in einem LTE- oder 4G-System 100 (z.B. einem eNB) betrieben wird. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der RAN-Knoten 111 als ein oder mehrere dedizierte physikalische Geräte wie z.B. eine Makrozellen-Basisstation und/oder eine Niedrigleistungs-Basisstation (LP) zur Bereitstellung von Femtozellen, Pikozellen oder anderen ähnlichen Zellen mit kleineren Versorgungsbereichen, geringerer Nutzerkapazität oder höherer Bandbreite im Vergleich zu Makrozellen bereitgestellt werden.
  • In einigen Ausführungsformen können alle oder Teile der RAN-Knoten 111 als eine oder mehrere Software-Einheiten implementiert sein, die auf Server-Computern als Teil eines virtuellen Netzwerks laufen, das als Cloud RAN (CRAN) und/oder Virtual Basisband-Einheit-Pool (Baseband Unit Pool - vBBUP) bezeichnet werden kann. In diesen Ausführungsformen kann das CRAN oder vBBUP eine RAN-Funktionsaufteilung implementieren, wie z. B. eine PDCP-Aufteilung (Packet Data Convergence Protocol), bei der die RRC- und PDCP-Schichten durch das CRAN/vBBUP und andere L2-Protokolleinheiten durch einzelne RAN-Knoten 111 betrieben werden; eine MAC/PHY-Aufteilung, bei der die Funkressourcensteuerungs- (RRC), PDCP-, Funkverbindungssteuerungs- (RLC) und MAC-Schichten durch das CRAN/vBBUP betrieben werden und die physikalische (PHY) Schicht durch einzelne RAN-Knoten 111 betrieben wird; oder eine „untere PHY“-Aufteilung, bei der die RRC-, PDCP-, RLC-, Medium Access Control (MAC)-Schichten und obere Abschnitte der PHY-Schicht durch das CRAN/vBBUP betrieben werden und untere Abschnitte der PHY-Schicht durch einzelne RAN-Knoten 111 betrieben werden. Dieser virtualisierte Rahmen ermöglicht es den freigewordenen Prozessorkernen der RAN-Knoten 111, andere virtualisierte Anwendungen auszuführen. In einigen Implementierungen kann ein einzelner RAN-Knoten 111 einzelne gNB-verteilte Einheit (gNB-distributed unit - gNB-DUs) darstellen, die über einzelne F1-Schnittstellen mit einer gNB-Zentraleinheit (gNB-CU) verbunden sind (nicht in 1 dargestellt). In diesen Implementierungen können die gNB-DUs einen oder mehr abgesetzte Funkköpfe oder RFEMs aufweisen (siehe z.B. 4), und die gNB-CU kann von einem Server im RAN 110 (nicht dargestellt) oder von einem Server-Pool in ähnlicher Weise wie das CRAN/vBBUP betrieben werden. Zusätzlich oder alternativ können einer oder mehrere der RAN-Knoten 111 eNBs der nächsten Generation (ng-eNBs) sein, bei denen es sich um RAN-Knoten handelt, die UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access) (E-UTRA) Benutzerebenen- (UP) und Steuerungsebenen- (CP) Protokollabschlüsse zu den UEs 101 bereitstellen und über eine NG-Schnittstelle (siehe unten) mit einem SG-Kernnetzwerk (5GC) (z.B. CN 320 von 3) verbunden sind.
  • In Vehicle-to-everything (V2X)-Szenarien können einer oder mehrere der RAN-Knoten 111 RSUs sein oder als RSUs fungieren. Der Begriff „Road Side Unit“ oder „RSU“ kann sich auf jede Verkehrsinfrastruktur-Einheit beziehen, die für die V2X-Kommunikation verwendet wird. Eine RSU kann in oder durch einen geeigneten RAN-Knoten oder ein stationäres (oder relativ stationäres) UE implementiert werden, wobei eine in oder durch ein UE implementierte RSU als „UE-Typ-RSU“, eine in oder durch ein eNB implementierte RSU als „eNB-Typ-RSU“, eine in oder durch ein gNB implementierte RSU als „gNB-Typ-RSU“ und dergleichen bezeichnet werden kann. In einem Beispiel ist eine RSU eine Recheneinheit, die mit einer Hochfrequenzschaltung gekoppelt ist, die sich an einem Straßenrand befindet und Verbindungsunterstützung für vorbeifahrende Fahrzeuge UEs 101 (VUEs 101) bereitstellt. Die RSU kann auch eine interne Datenspeicherschaltung aufweisen, um die Geometrie der Kreuzungskarten, Verkehrsstatistiken, Medien sowie Anwendungen/Software zur Erfassung und Steuerung des laufenden Fahrzeug- und Fußgängerverkehrs zu speichern. Die RSU kann auf dem 5,9-GHz-Band für direkte Kurzstreckenkommunikation (DSRC) betrieben werden, um eine Kommunikation mit sehr geringer Latenz bereitzustellen, die für Hochgeschwindigkeitsereignisse wie z.B. Unfallvermeidung, Verkehrswarnungen und ähnliches erforderlich ist. Zusätzlich oder alternativ kann die RSU auf dem zellularen V2X-Band arbeiten, um die oben erwähnte Kommunikation mit sehr geringer Latenzzeit sowie andere zellulare Kommunikationsdienste bereitzustellen. Zusätzlich oder alternativ kann die RSU als Wi-Fi-Hotspot (2,4-GHz-Band) arbeiten und/oder Konnektivität zu einem oder mehreren zellularen Netzwerken bereitstellen, um Aufwärtsverbindung(Uplink)- und Abwärtsverbindung(Downlink)-Kommunikation bereitzustellen. Das/die Computergerät(e) und einige oder alle Hochfrequenzschaltungen der RSU können in einem wetterfesten Gehäuse untergebracht sein, das für die Installation im Freien geeignet ist, und können eine Netzschnittstellen-Steuerung aufweisen, um eine drahtgebundene Verbindung (z.B. Ethernet) zu einer Verkehrssignal-Steuerung und/oder einem Backhaul-Netz bereitzustellen.
  • Jeder der RAN-Knoten 111 kann das Luftschnittstellenprotokoll beenden und kann der erste Kontaktpunkt für die UEs 101 sein. Gemäß einigen Ausführungsformen kann jeder der RAN-Knoten 111 verschiedene logische Funktionen für das RAN 110 erfüllen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Radio Network Controller (RNC)-Funktionen wie Radio Bearer Management, Uplink und Downlink Dynamic Radio Resource Management und Datenpaketplanung sowie Mobilitätsmanagement.
  • In Ausführungsformen sind die UEs 101 so eingerichtet, dass sie unter Verwendung von OFDM-Kommunikationssignalen (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - Orthogonales Frequenzaufteilung-Multiplexing) miteinander oder mit jedem der RAN-Knoten 111 über einen Mehrträger-Kommunikationskanal gemäß verschiedenen Kommunikationstechniken kommunizieren können, wie z.B. gemäß einer OFDMA-Kommunikationstechnik (Orthogonal Frequency Division Multiple Access - Orthogonales Frequenzaufteilung-Mehrfachzugriff), aber nicht beschränkt auf diese, für Downlink-Kommunikationen) oder eine Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA)-Kommunikationstechnik (z.B. für Uplink- und ProSe- oder Sidelink-Kommunikationen), obwohl der Umfang der Ausführungsformen in dieser Hinsicht nicht begrenzt ist. Die OFDM-Signale können eine Mehrzahl von orthogonalen Unterträgern aufweisen.
  • In einigen Ausführungsformen kann ein Downlink-Ressourcennetzwerk für Downlink-Übertragungen von jedem der RAN-Knoten 111 zu den UEs 101 verwendet werden, während Uplink-Übertragungen ähnliche Techniken verwenden können. Bei dem Grid (Gitter) kann es sich um ein Zeit-Frequenz-Grid handeln, das als Ressourcengitter oder Zeit-Frequenz-Ressourcengitter bezeichnet wird und die physikalische Ressource im Downlink in jedem Slot darstellt. Eine solche Darstellung der Zeit-Frequenz-Ebene ist bei OFDM-Systemen üblich, wodurch die Zuweisung von Funkressourcen intuitiv erfolgt. Jede Spalte und jede Zeile des Ressourcengitters korrespondiert mit einem OFDM-Symbol bzw. einem OFDM-Unterträger. Die Dauer des Ressourcengitters im Zeitbereich korrespondiert mit einem Slot in einem Funkrahmen. Die kleinste Zeit-Frequenz-Einheit in einem Ressourcengitter wird als Ressourcenelement bezeichnet. Jedes Ressourcengitter weist eine Anzahl von Ressourcenblöcken auf, die die Abbildung bestimmter physikalischer Kanäle auf Ressourcenelemente beschreiben. Jeder Ressourcenblock weist eine Sammlung von Ressourcenelementen auf; in der Frequenzdomäne kann dies die kleinste Menge an Ressourcen darstellen, die derzeit zugewiesen werden kann. Es gibt mehrere verschiedene physische Downlink-Kanäle, die über solche Ressourcenblöcke übertragen werden
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kommunizieren die UEs 101 und die RAN-Knoten 111 Daten (z.B. Senden und Empfangen) über ein lizenziertes Medium (auch als „lizenziertes Spektrum“ und/oder „lizenziertes Band“ bezeichnet) und ein nicht lizenziertes gemeinsam genutztes Medium (auch als „nicht lizenziertes Spektrum“ und/oder „nicht lizenziertes Band“ bezeichnet). Das lizenzierte Spektrum kann Kanäle aufweisen, die im Frequenzbereich von etwa 400 MHz bis etwa 3,8 GHz betrieben werden, während das unlizenzierte Spektrum das 5-GHz-Band aufweisen kann.
  • Für den Betrieb im nicht lizenzierten Spektrum können die UEs 101 und die RAN-Knoten 111 unter Verwendung von Licensed Assisted Access (LAA), Enhanced LAA (eLAA) und/oder weiteren Enhanced LAA (feLAA) Mechanismen arbeiten. Bei diesen Implementierungen können die UEs 101 und die RAN-Knoten 111 einen oder mehr bekannte Medium-Sensing-Vorgänge und/oder Carrier-Sensing-Vorgänge durchführen, um festzustellen, ob ein oder mehrere Kanäle im nicht lizenzierten Spektrum nicht verfügbar oder anderweitig vor der Übertragung im nicht lizenzierten Spektrum belegt sind. Die Medium-/Trägererkennungsoperationen können gemäß einem Hören-bevor-Sprechen (Listen-before-Talk - LBT)-Protokoll durchgeführt werden.
  • LBT ist ein Mechanismus, bei dem ein Gerät (z.B. UEs 101 RAN-Knoten 111 usw.) ein Medium (z.B. einen Kanal oder eine Trägerfrequenz) erfasst und sendet, wenn festgestellt wird, dass das Medium nicht verfügbar ist (oder wenn festgestellt wird, dass ein bestimmter Kanal im Medium nicht belegt ist). Der Medium-Erfassungsvorgang kann eine Bewertung des freien Kanals (Clear Channel Assessment, CCA) aufweisen, die zumindest die Energieerfassung (Energy Detection, ED) zur Bestimmung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins anderer Signale auf einem Kanal aufweist, um festzustellen, ob ein Kanal belegt oder frei ist. Dieser LBT-Mechanismus ermöglicht die Koexistenz von zellularen/LAA-Netzen mit etablierten Systemen im unlizenzierten Spektrum und mit anderen LAA-Netzen. ED kann das Abtasten der Hochfrequenzenergie (HF) über ein vorgesehenes Übertragungsband für eine bestimmte Zeitdauer und den Vergleich der abgetasteten HF-Energie mit einem vordefinierten oder eingerichteten Schwellenwert aufweisen.
  • Typischerweise handelt es sich bei den etablierten Systemen im 5-GHz-Band um WLANs, die auf IEEE 802.11-Technologien basieren. WLAN verwendet einen konfliktbasierten Kanalzugriffsmechanismus, den so genannten Carrier Sense Multiple Access (CSMA) mit Kollisionsvermeidung (CSMA/CA). Wenn hier ein WLAN-Knoten (z.B. eine bewegliche Station (MS) wie UE 101, AP 106 o.ä.) zu übertragen beabsichtigt, kann der WLAN-Knoten vor der Übertragung zunächst CCA durchführen. Zusätzlich wird ein Backoff-Mechanismus verwendet, um Kollisionen in Situationen zu vermeiden, in denen mehr als ein WLAN-Knoten den Kanal als inaktiv empfindet und gleichzeitig sendet. Der Backoff-Mechanismus kann ein Zähler sein, der zufällig innerhalb der Contention Window Size (CWS) gezogen wird, der bei Auftreten einer Kollision exponentiell erhöht und auf einen Minimalwert zurückgesetzt wird, wenn die Übertragung erfolgreich ist. Der für LAA konzipierte LBT-Mechanismus ähnelt in gewisser Weise dem CSMA/CA von WLAN. In einigen Implementierungen kann das LBT-Verfahren für Downlink (DL)- oder Uplink- (UL)-Übertragungsbursts einschließlich Physical Downlink Shared Channel (PDSCH)- bzw. Physical Uplink Shared Channel (PUSCH)-Übertragungen ein LAA-Konfliktfenster aufweisen, das in der Länge zwischen X und Y Extended Clear Channel Assessment (ECCA)-Schlitzen variabel ist, wobei X und Y Minimal- und Maximalwerte für die CWSs für LAA sind. In einem Beispiel kann die minimale CWS für eine LAA-Übertragung 9 Mikrosekunden betragen (µs); die Größe der CWS und eine maximale Kanalbelegungszeit (MCOT) (z.B. ein Übertragungsburst) können jedoch auf behördlichen Vorschriften beruhen.
  • Die LAA-Mechanismen bauen auf CA-Technologien von LTE-Advanced-Systemen auf. In CA wird jeder aggregierte Träger als Component Carrier (CC) bezeichnet. Ein CC kann eine Bandbreite von 1,4, 3, 5, 10, 15 oder 20 MHz aufweisen, und es können maximal fünf CCs aggregiert werden, so dass eine maximale aggregierte Bandbreite 100 MHz beträgt. In Frequency Division Duplex (FDD)-Systemen kann die Anzahl der aggregierten Träger für Downlink (DL) und Uplink (UL) unterschiedlich sein, wobei die Anzahl der UL CCs gleich oder geringer als die Anzahl der DL-Komponententräger ist. In einigen Fällen können einzelne CCs eine andere Bandbreite aufweisen als andere CCs. In Time Division Duplex (TDD)-Systemen sind die Anzahl der CCs sowie die Bandbreiten der einzelnen CCs gemäß DL und UL in der Regel gleich.
  • CA weisen auch einzelne Diensterbringende Zellen (Service-Zellen) auf, um einzelne CCs bereitzustellen. Die Abdeckung der Diensterbringende Zellen kann sich z.B. dadurch unterscheiden, dass die CCs auf verschiedenen Frequenzbändern unterschiedliche Pfadverluste erfahren. Eine primäre Service-Zelle oder PCell kann einen Primary Component Carrier (PCC) sowohl für UL als auch für DL bereitstellen und RRC- und NAS-bezogene Aktivitäten (Non-Access Stratum) abwickeln. Die anderen Versorgungszellen werden als Sekundärzellen (SCells) bezeichnet, und jede SCell kann einen individuellen Sekundärkomponententräger (SCC) sowohl für UL als auch für DL bereitstellen. Die SCCs können je nach Bedarf hinzugefügt und entfernt werden, während eine Änderung der PCC eine Übergabe der UE 101 erfordern kann. Bei LAA, eLAA und feLAA können einige oder alle SCells im nicht lizenzierten Spektrum betrieben werden (gemäß „LAA-SCells“), und die LAA-SCells werden von einer PCell unterstützt, die im lizenzierten Spektrum betrieben wird. Wenn ein UE mit mehr als einer LAA-SZelle eingerichtet ist, kann das UE UL-Grants für die eingerichteten LAA-SZellen erhalten, die unterschiedliche PUSCH-Startpositionen innerhalb desselben Unterrahmens anzeigen.
  • Der PDSCH überträgt Benutzerdaten und Signale höherer Schichten an die UEs 101. Der Physical Downlink Control Channel (PDCCH) überträgt u.a. Informationen über das Transportformat und die Ressourcenzuweisungen im Zusammenhang mit dem PDSCH-Kanal. Er kann die UEs 101 auch über das Transportformat, die Ressourcenzuweisung und HARQ-Informationen (Hybrid Automatic Repeat Request) in Bezug auf den gemeinsam genutzten Uplink-Kanal informieren. In der Regel kann die Abwärtsstreckenplanung (Zuweisung von Steuerungseinheiten und gemeinsam genutzten Kanalressourcenblöcken an die UE 101b innerhalb einer Zelle) an jedem der RAN-Knoten 111 auf der Grundlage der von jeder der UEs 101 zurückgemeldeten Kanalqualitätsinformationen durchgeführt werden. Die Downlink-Ressourcenzuweisungsinformationen können auf dem PDCCH gesendet werden, der für jede der UE 101 verwendet (z.B. zugewiesen) wird.
  • Der PDCCH verwendet Steuerkanalelemente (CCEs) zur Übertragung der Steuerinformationen. Vor der Zuordnung zu den Ressourcenelementen können die komplexwertigen Symbole des PDCCH zunächst in Quadrupletten organisiert werden, die dann mit Hilfe eines Subblock-Interleavers zur Ratenanpassung permutiert werden können. Jedes PDCCH kann unter Verwendung eines oder mehrerer dieser CCEs übertragen werden, wobei jedes CCE neun Sätzen von vier physischen Ressourcenelementen entsprechen kann, die als Ressourcenelementgruppen (REGs) bezeichnet werden. Jeder REG können vier QPSK-Symbole (Quadrature Phase Shift Keying) zugeordnet werden. Der PDCCH kann je nach Größe der Downlink Control Information (DCI) und des Kanalzustands mit einer oder mehreren CCEs übertragen werden. Es kann vier oder mehr verschiedene PDCCH-Formate geben, die in LTE mit einer unterschiedlichen Anzahl von CCEs (z.B. Aggregationsebene, L=1, 2, 4 oder 8) definiert sind.
  • Einige Ausführungsformen können Konzepte für die Ressourcenzuweisung für Steuerkanalinformationen verwenden, die eine Erweiterung der oben beschriebenen Konzepte darstellen. Beispielsweise können einige Ausführungsformen einen erweiterten Physical Downlink Control Channel (EPDCCH) verwenden, der PDSCH-Ressourcen für die Übertragung von Steuerinformationen verwendet. Der EPDCCH kann unter Verwendung einer oder mehrerer Enhanced Control Channel Elements (ECCEs) übertragen werden. Ähnlich wie oben kann jeder ECCE neun Sätzen von vier physischen Ressourcenelementen entsprechen, die als EREGs (Enhanced Resource Element Groups) bezeichnet werden. Eine ECCE kann in manchen Situationen eine andere Anzahl von EREGs aufweisen.
  • Die RAN-Knoten 111 können eingerichtet sein, um über die Schnittstelle 112 miteinander zu kommunizieren. In Ausführungsformen, in denen das System 100 ein LTE-System ist (z.B. wenn CN 120 ein Evolved Packet Core (EPC) 220 gemäß 2 ist), kann die Schnittstelle 112 eine X2-Schnittstelle 112 sein. Die X2-Schnittstelle kann zwischen zwei oder mehr RAN-Knoten 111 (z.B. zwei oder mehr eNBs und dergleichen) definiert werden, die eine Verbindung zum EPC 120 herstellen, und/oder zwischen zwei eNBs, die eine Verbindung zum EPC 120 herstellen. In einigen Implementierungen kann die X2-Schnittstelle eine X2-Benutzerebenen-Schnittstelle (X2-U) und eine X2-Steuerungsebenen-Schnittstelle (X2-C) aufweisen. Die X2-U kann Mechanismen zur Steuerung des Datenflusses für Benutzerdatenpakete bereitstellen, die über die X2-Schnittstelle übertragen werden, und kann zur Übermittlung von Informationen über die Lieferung von Benutzerdaten zwischen eNBs verwendet werden. Beispielsweise kann die X2-U spezifische Sequenznummerninformationen für Benutzerdaten bereitstellen, die von einem Master-eNB (MeNB) an ein sekundäres eNB (SeNB) übertragen werden; Informationen über die erfolgreiche in Sequenz erfolgende Lieferung von PDCP-Protokolldateneinheiten (PDUs) an eine UE 101 von einem SeNB für Benutzerdaten; Informationen über PDCP-PDUs, die nicht an eine UE 101 geliefert wurden; Informationen über eine aktuell gewünschte Mindestpuffergröße am SeNB zur Übertragung von Benutzerdaten an die UE 101; und ähnliches. Der X2-C kann Mobilitätsfunktionen für den Intra-LTE-Zugang bereitstellen, einschließlich Kontexttransfers von Quell- zu Ziel-eNBs, Steuerung des Transports auf der Benutzerebene usw.; Lastmanagementfunktionen sowie Funktionen zur Koordinierung von Interferenz zwischen den Zellen.
  • In Ausführungsformen, in denen das System 100 ein 5G- oder NR-System ist (z.B. wenn CN 120 ein 5GC 320 ist gemäß 3), kann die Schnittstelle 112 eine Xn-Schnittstelle 112 sein. Die Xn-Schnittstelle ist definiert zwischen zwei oder mehr RAN-Knoten 111 (z.B. zwei oder mehr gNBs und dergleichen), die eine Verbindung zu 5GC 120 herstellen, zwischen einem RAN-Knoten 111 (z.B. einem gNB), der eine Verbindung zu 5GC 120 herstellt, und einem eNB und/oder zwischen zwei eNBs, die eine Verbindung zu 5GC 120 herstellen. In einigen Implementierungen kann die Xn-Schnittstelle eine Xn-Benutzerebenen-Schnittstelle (Xn-U) und eine Xn-Steuerungsebenen-Schnittstelle (Xn-C) aufweisen. Die Xn-U-Schnittstelle kann eine nicht garantierte Lieferung von PDUs der Benutzerebene bereitstellen und Datenweiterleitungs- und Steuerungsfunktionen unterstützen/bereitstellen. Der Xn-C kann Management- und Fehlerbehandlungsfunktionen, Funktionen zur Verwaltung der Xn-C-Schnittstelle, Mobilitätsunterstützung für UE 101 in einem verbundenen Modus (z.B. CM-CONNECTED) einschließlich Funktionen zur Verwaltung der UE-Mobilität für den verbundenen Modus zwischen einem oder mehreren RAN-Knoten 111 aufweisen. Die Mobilitätsunterstützung kann einen Kontexttransfer von einem alten (Quell-) bedienenden RAN-Knoten 111 zu einem neuen (Ziel-) bedienenden RAN-Knoten 111 aufweisen; und Steuerung von Tunneln auf Benutzerebene zwischen dem alten (Quell-) bedienenden RAN-Knoten 111 und dem neuen (Ziel-) bedienenden RAN-Knoten 111. Ein Protokollstapel des Xn-U kann eine Transportnetzwerkschicht aufweisen, die auf der Transportschicht des Internetprotokolls (IP) aufgebaut ist, sowie eine GPRS-Tunnelprotokollschicht für die Benutzerebene (GTP-U) über einem Benutzerdatagrammprotokoll (UDP) und/oder einer oder mehreren IP-Schichten, um PDUs der Benutzerebene zu transportieren. Der Xn-C-Protokollstapel kann ein Signalisierungsprotokoll der Anwendungsschicht (als Xn Application Protocol (Xn-AP) bezeichnet) und eine Transportnetzwerkschicht aufweisen, die auf dem Stream Control Transmission Protocol (SCTP) aufbaut. Das SCTP kann auf einer IP-Schicht liegen und die garantierte Zustellung von Nachrichten der Anwendungsschicht bereitstellen. In der Transport-IP-Schicht wird eine Punkt-zu-Punkt-Übertragung verwendet, um die Signalisierungs-PDUs zu liefern. In anderen Implementierungen kann der Xn-U-Protokollstapel und/oder der Xn-C-Protokollstapel mit dem/den hier dargestellten und beschriebenen Protokollstapel(n) der Benutzerebene und/oder Steuerungseinheit(en) identisch oder diesem/diesen ähnlich sein.
  • Es ist dargestellt, dass der RAN 110 kommunikativ mit einem Kernnetzwerk (CN) - in dieser Ausführungsform Kernnetzwerk 120 - gekoppelt ist. Das CN 120 kann eine Mehrzahl von Netzwerkelementen 122 aufweisen, die eingerichtet ist, um verschiedene Daten- und Telekommunikationsdienste für Kunden/Abonnenten (z.B. Benutzer von UEs 101) anzubieten, die über das RAN 110 mit dem CN 120 verbunden sind. Die Komponenten des CN 120 können in einem physikalischen Knoten oder in getrennten physikalischen Knoten implementiert sein, einschließlich Komponenten zum Lesen und Ausführen von Befehlen von einem maschinenlesbaren oder computerlesbaren Medium (z.B. einem nicht vorübergehenden maschinenlesbaren Speichermedium). In einigen Ausführungsformen kann die Netzwerkfunktions-Virtualisierung (Network Functions Virtualization, NFV) verwendet werden, um einige oder alle der oben beschriebenen Netzwerkknotenfunktionen über ausführbare Befehle zu virtualisieren, die in einem oder mehreren computerlesbaren Speichermedien gespeichert sind (weiter unten im Detail beschrieben). Eine logische Instanziierung des CN 120 kann als Netzwerkscheibe (Netzwerkslice) bezeichnet werden, und eine logische Instanziierung eines Teils des CN 120 kann als Netzwerksubscheibe (Netzwerksubslice) bezeichnet werden. NFV-Architekturen und -Infrastrukturen können verwendet werden, um eine oder mehrere Netzwerkfunktionen (NFs), die alternativ durch proprietäre Hardware ausgeführt werden, auf physische Ressourcen zu virtualisieren, einschließlich einer Kombination von Industriestandard-Serverhardware, Speicherhardware oder Switches. Mit anderen Worten, NFV-Systeme können zur Ausführung virtueller oder rekonfigurierbarer Implementierungen einer oder mehrerer EPC-Komponenten/Funktionen verwendet werden.
  • Im Allgemeinen kann der Anwendungsserver 130 ein Element sein, das Anwendungen anbietet, die IP-Trägerressourcen mit dem Kernnetz nutzen (z.B. UMTS Packet Services (PS)-Domäne, LTE PS-Datendienste usw.). Der Anwendungsserver 130 kann auch eingerichtet sein, um einen oder mehrere Kommunikationsdienste (z.B. Voiceover- Internet Protocol (VoIP)-Sitzungen, PTT-Sitzungen, Gruppenkommunikationssitzungen, soziale Netzwerkdienste usw.) für die UEs 101 über den EPC 120 zu unterstützen.
  • In Ausführungsformen kann der CN 120 ein 5GC (als „5GC 120“ o.ä. bezeichnet) sein, und das RAN 110 kann über eine NG-Schnittstelle 113 mit dem CN 120 verbunden sein. In Ausführungsformen kann die NG-Schnittstelle 113 in zwei Teile geteilt sein, eine NG User Plane (NG-U)-Schnittstelle 114, die Verkehrsdaten zwischen den RAN-Knoten 111 und einer User Plane Function (UPF) überträgt, und die S1 Control Plane (NG-C)-Schnittstelle 115, die eine Signalisierungsschnittstelle zwischen den RAN-Knoten 111 und den Access and Mobility Management Functions (AMFs) ist. Ausführungsformen, bei denen der CN 120 ein 5GC 120 ist, werden im Hinblick auf 3 ausführlicher diskutiert.
  • In Ausführungsformen kann der CN 120 ein 5G-CN (als „SGC 120“ o.ä. bezeichnet) sein, während der CN 120 in anderen Ausführungsformen ein EPC sein kann). Ist der CN 120 ein EPC (bezeichnet als „EPC 120“ o.ä.), kann das RAN 110 über eine S1-Schnittstelle 113 mit dem CN 120 verbunden sein. In Ausführungsformen kann die S1-Schnittstelle 113 in zwei Teile geteilt sein, eine S1 für die Schnittstelle 114 der Benutzerebene (S1-U), die Verkehrsdaten zwischen den RAN-Knoten 111 und dem Serving Gateway (S-GW) überträgt, und die S1 für die Schnittstelle 115 der Steuerungsebene (S1-MME), die eine Signalisierungsschnittstelle zwischen den RAN-Knoten 111 und Mobilitäts-Verwaltungsentitäten (MMEs) ist.
  • 2 zeigt eine Beispielarchitektur eines Systems 200, einschließlich eines ersten CN 220, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In diesem Beispiel kann das System 200 den LTE-Standard implementieren, wobei das CN 220 ein EPC 220 ist, das dem CN XQ20 der Abbildung XQ entspricht. Zusätzlich kann die UE 201 die gleiche oder eine ähnliche UE wie die UEs XQ01 der Abbildung XQ sein, und die E-UTRAN 210 kann ein RAN sein, der dem RAN XQ10 der Abbildung XQ entspricht oder ähnlich ist und der die zuvor besprochenen RAN-Knoten XQ11 aufweisen kann. Der CN 220 kann MMEs 221, einen S-GW 222, ein PDN-Gateway (P-GW) P-GW 223, einen Home Subscriber Server (HSS) 224 und einen Serving GPRS Support Node (SGSN) 225 aufweisen.
  • Die MMEs 221 können eine ähnliche Funktion wie die Steuerungseinheit des alten SGSN haben und können Mobilitätsmanagementfunktionen (MM) implementieren, um den aktuellen Standort einer UE 201 zu verfolgen. Die MMEs 221 können verschiedene MM-Verfahren durchführen, um Mobilitätsaspekte beim Zugang zu verwalten, wie z.B. Gateway-Auswahl und Verwaltung von Tracking-Area-Listen. MM (in E-UTRAN-Systemen auch als „EPS MM“ oder „EMM“ bezeichnet) kann sich auf alle anwendbaren Verfahren, Methoden, Datenspeicherung usw. beziehen, die verwendet werden, um das Wissen über einen aktuellen Standort der UE 201 aufrechtzuerhalten, die Vertraulichkeit der Benutzeridentität bereitzustellen und/oder andere ähnliche Dienstleistungen für Benutzer/Abonnenten zu erbringen. Jede UE 201 und das MME 221 kann eine MM- oder EMM-Teilschicht aufweisen, und ein MM-Kontext kann in der UE 201 und dem MME 221 eingerichtet werden, wenn ein Anhängeverfahren erfolgreich abgeschlossen ist. Der MM-Kontext kann eine Datenstruktur oder ein Datenbankobjekt sein, das MM-bezogene Informationen der UE 201 speichert. Die MMEs 221 können mit dem HSS 224 über einen S6a-Referenzpunkt, mit dem SGSN 225 über einen S3-Referenzpunkt und mit dem S-GW 222 über einen S11-Referenzpunkt gekoppelt sein.
  • Der SGSN 225 kann ein Knotenpunkt sein, der die UE 201 bedient, indem er den Standort einer einzelnen UE 201 verfolgt und Sicherheitsfunktionen ausführt. Darüber hinaus kann der SGSN 225 die Inter-EPC-Knoten-Signalisierung für die Mobilität zwischen Zugangsnetzen der zweiten oder dritten Generation (2G/3G) und E-UTRAN 3GPP, die Auswahl des Paketdatennetzes (PDN) und des S-GW gemäß den Vorgaben der MMEs 221, die Handhabung der Zeitzonenfunktionen der UE 201 gemäß den Vorgaben der MMEs 221 und die Auswahl der MME für Übergaben an das E-UTRAN 3GPP-Zugangsnetz durchführen. Der S3-Referenzpunkt zwischen den MMEs 221 und dem SGSN 225 kann den Austausch von Benutzer- und Trägerinformationen für die Mobilität zwischen 3GPP-Zugangsnetzen im Leerlauf und/oder in aktiven Zuständen ermöglichen.
  • Der HSS 224 kann eine Datenbank für Netzbenutzer aufweisen, einschließlich abonnementbezogener Informationen zur Unterstützung der Handhabung von Kommunikationssitzungen durch die Netzwerkeinheiten. Der EPC 220 kann eine oder mehrere HSS 224 aufweisen, abhängig von der Anzahl der mobilen Teilnehmer, der Kapazität der Ausrüstung, der Organisation des Netzwerkes usw. Beispielsweise kann der HSS 224 Unterstützung für Routing/Roaming, Authentifizierung, Autorisierung, Namens-/Adressauflösung, Standortabhängigkeiten usw. bereitstellen. Ein S6a-Referenzpunkt zwischen der HSS 224 und den MMEs 221 kann die Übertragung von Abonnement- und Authentifizierungsdaten zur Authentifizierung/Autorisierung des Benutzerzugangs zum EPC 220 zwischen der HSS 224 und den MMEs 221 ermöglichen.
  • Das S-GW 222 kann die S1-Schnittstelle XQ13 („S1-U“ in 2) zum RAN 210 terminieren und leitet Datenpakete zwischen dem RAN 210 und dem EPC 220 weiter. Darüber hinaus kann das S-GW 222 ein lokaler Mobilitäts-Ankerpunkt für Übergaben zwischen RAN-Knoten sein und auch einen Anker für Inter-3GPP-Mobilität bereitstellen. Weitere Zuständigkeiten können das rechtmäßige Abfangen, die Gebührenerhebung und die Durchsetzung einiger Richtlinien aufweisen. Der Referenzpunkt S11 zwischen dem S-GW 222 und den MMEs 221 kann eine Steuerungseinheit zwischen den MMEs 221 und dem S-GW 222 bereitstellen. Das S-GW 222 kann über einen S5-Referenzpunkt mit dem P-GW 223 gekoppelt sein.
  • Das P-GW 223 kann eine SGi-Schnittstelle zu einem PDN 230 abschließen. Das P-GW 223 kann Datenpakete zwischen dem EPC 220 und externen Netzwerken, wie z.B. einem Netzwerk mit dem Anwendungsserver XQ30 (alternativ als „AF“ bezeichnet), über eine IP-Schnittstelle XQ25 weiterleiten (siehe z.B. FIG. XQ). In Ausführungsformen kann das P-GW 223 über eine IP-Kommunikationsschnittstelle XQ25 kommunikativ mit einem Applikationsserver (Applikationsserver XQ30 der FIG. XQ oder PDN 230 in 2) gekoppelt sein (siehe z.B. FIG. XQ). Der S5-Referenzpunkt zwischen dem P-GW 223 und dem S-GW 222 kann ein Tunneln auf Benutzerebene und Tunnelmanagement zwischen dem P-GW 223 und dem S-GW 222 bereitstellen. Der S5-Referenzpunkt kann auch für die Verlegung des S-GW 222 aufgrund von UE 201 - Mobilität verwendet werden, und wenn das S-GW 222 für die erforderliche PDN-Konnektivität mit einem nicht kollokierten P-GW 223 verbunden werden muss. Das P-GW 223 kann darüber hinaus einen Knotenpunkt für die Durchsetzung von Richtlinien und die Erhebung von Gebührendaten aufweisen (z.B. PCEF (nicht dargestellt)). Zusätzlich kann der SGi-Referenzpunkt zwischen dem P-GW 223 und dem Paketdatennetz (PDN) 230 ein externes öffentliches, ein privates PDN oder ein betreiberinternes Paketdatennetz sein, z.B. für die Bereitstellung von IP-Multimedia-Subsystemdiensten (IMS). Das P-GW 223 kann über einen Gx-Referenzpunkt mit einer Steuerungseinheit (Policy Control and Charging Rules Function, PCRF) 226 gekoppelt werden.
  • PCRF 226 ist die Richtlinien- und Gebühren-Steuerungseinheit der EPC 220. In einem Nicht-Roaming-Szenario kann ein einzelnes PCRF 226 im Heimat-Öffentlichen-Land-Mobilfunknetzes (Home Public Land Mobile Network - HPLMN) mit der Sitzung des Internet Protocol Connectivity Access Network (IP-CAN) einer UE 201 verbunden sein. In einem Roaming-Szenario mit lokalem Entstehen des Datenverkehrs kann es zwei PCRFs geben, die mit der IP-CAN-Sitzung einer UE 201 verbunden sind, ein Home PCRF (H-PCRF) innerhalb eines HPLMN und ein Besucher PCRF (Visited PCRF - V-PCRF) innerhalb eines Besucher-Öffentlichen-Land-Mobilfunknetzes (VPLMN). Das PCRF 226 kann über das P-GW 223 kommunikativ mit dem Anwendungsserver 230 gekoppelt sein. Der Anwendungsserver 230 kann dem PCRF 226 signalisieren, einen neuen Dienstfluss anzuzeigen und die entsprechenden Dienstgüte-(QoS) und Gebührenparameter auszuwählen. Das PCRF 226 kann diese Regel in eine Richtlinien und Gebühren Durchsetzung Funktion (Policy and Charging Enforcement Function - PCEF) (nicht dargestellt) mit dem entsprechenden Verkehrsfluss-Template (Traffic Flow Template - TFT) und QoS Class Identifier (QCI) umsetzen, wodurch die QoS und die Gebührenerhebung gemäß den Angaben des Anwendungsservers 230 beginnt. Der Gx-Referenzpunkt zwischen dem PCRF 226 und dem P-GW 223 ermöglicht möglicherweise die Übertragung der QoS-Richtlinie und der Abrechnungsregeln vom PCRF 226 zur PCEF im P-GW 223. Ein Empfangs-(Rx)-Referenzpunkt kann zwischen dem PDN 230 (oder „AF 230“) und dem PCRF 226 liegen.
  • 3 zeigt eine Architektur eines Systems 300 mit einem zweiten CN 320 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das System 300 ist dargestellt mit einer UE 301, die die gleichen oder ähnliche wie die zuvor besprochenen UE 101 und UE 201 sein kann; ein (R)AN 310, das das gleiche oder ähnliche wie das zuvor besprochene RAN 110 und RAN 210 sein kann und das die zuvor besprochenen RAN-Knoten 111 enthalten kann; und einem Datennetzwerk (DN) 303, das z.B. Betreiberdienste, Internetzugang oder Dienste von Drittanbietern aufweisen kann; und einem 5GC 320. Die 5GC 320 kann eine Authentifikation-Server-Funktion (Authentication Server Function - AUSF) 322, eine AMF 321, eine Sitzungs-Verwaltung-Funktion (Session Management Function - SMF) 324, eine Netzwerk-Darstellung-Funktion (Network Exposure Function - NEF) 323, eine Richtlinien-Steuerungs-Funktion (Policy Control Function - PCF) 326, eine NF Depot-Funktion (NF Repository Function - NRF) 325, ein Vereinheitlichtes-Datenmanagement (Unified Data Management - UDM) 327, eine Anwendungs-Funktion (Application Function - AF) 328, eine UPF 302 und eine Netzwerkslice-Auswähl-Funktion (Network Slice Selection Function - NSSF) 329 aufweisen.
  • Die UPF 302 kann als Ankerpunkt für die Intra-RAT- und Inter-RAT-Mobilität, als externer PDU-Sitzungsverbindungspunkt zu DN 303 und als Verzweigungspunkt zur Unterstützung von Multi-Home-PDU-Sitzungen dienen. Die UPF 302 kann auch Paket-Routing und -Weiterleitung durchführen, Paketinspektion durchführen, den Teil der Richtlinienregeln auf der Benutzerebene durchsetzen, Pakete rechtmäßig abfangen (Sammlung auf der Benutzerebene (UP)), Verkehrsnutzungsberichte erstellen, QoS-Behandlung für eine Benutzerebene durchführen (z.B. Paketfilterung, Gating, UL/DL-Ratendurchsetzung), Uplink-Verkehrsüberprüfung durchführen (z.B. SDF-zu-QoS-Flussabbildung), Paketmarkierung auf Transportebene im Uplink und Downlink sowie Paketpufferung im Downlink und Auslösung von Datenbenachrichtigungen im Downlink durchführen. UPF 302 kann einen Uplink-Klassifikator aufweisen, der die Weiterleitung von Verkehrsströmen an ein Datennetzwerk unterstützt. Das DN 303 kann verschiedene Netzbetreiberdienste, Internetzugang oder Dienste von Drittanbietern darstellen. DN 303 kann den zuvor besprochenen Anwendungsserver 130 aufweisen oder diesem ähnlich sein. Die UPF 302 kann mit der SMF 324 über einen N4-Referenzpunkt zwischen der SMF 324 und der UPF 302 interagieren.
  • Die AUSF 322 kann Daten zur Authentifizierung von UE 301 speichern und authentifizierungsbezogene Funktionen verarbeiten. Die AUSF 322 kann einen gemeinsamen Authentifizierungsrahmen für verschiedene Zugriffsarten ermöglichen. Die AUSF 322 kann mit der AMF 321 über einen N12-Referenzpunkt zwischen der AMF 321 und der AUSF 322 kommunizieren; und sie kann mit der UDM 327 über einen N13-Referenzpunkt zwischen der UDM 327 und der AUSF 322 kommunizieren. Zusätzlich kann die AUSF 322 eine dienstbasierte Nausf-Schnittstelle aufweisen.
  • Die AMF 321 kann für das Registrierungsmanagement (z.B. für die Registrierung von UE 301 usw.), das Verbindungsmanagement, das Erreichbarkeitsmanagement, das Mobilitätsmanagement und das rechtmäßige Abfangen von AMF-bezogenen Ereignissen sowie für die Zugangsauthentifizierung und - autorisierung zuständig sein. Die AMF 321 kann ein Endpunkt für den Referenzpunkt N11 zwischen der AMF 321 und der SMF 324 sein. Die AMF 321 kann den Transport von SM-Nachrichten (Sitzungsverwaltung - Session Management - SM) zwischen der UE 301 und der SMF 324 bereitstellen und als transparenter Proxy für die Weiterleitung von SM-Nachrichten fungieren. Die AMF 321 kann auch den Transport von SMS-Nachrichten (Kurznachrichtendienst - Short Message Service) zwischen UE 301 und einer SMS-Funktion (SMSF) bereitstellen (nicht in 3 dargestellt). AMF 321 kann als Sicherheitsankerfunktion (SEAF) fungieren, die eine Interaktion mit der AUSF 322 und der UE 301, den Empfang eines Zwischenschlüssels, der als Ergebnis des Authentifizierungsprozesses der UE 301 festgelegt wurde, aufweisen kann. Wenn die auf dem Universal Subscriber Identity Module (USIM) basierende Authentifizierung verwendet wird, kann die AMF 321 das Sicherheitsmaterial von der AUSF 322 abrufen. AMF 321 kann auch eine SCM-Funktion (Sicherheitskontext-Verwaltung - Security Context Management) aufweisen, die einen Schlüssel von der SEAF erhält, den sie zur Ableitung von netzzugangsspezifischen Schlüsseln verwendet. Darüber hinaus kann AMF 321 ein Endpunkt einer RAN-Kontrollebenen-(CP-)Schnittstelle sein, die einen N2-Referenzpunkt zwischen dem (R)AN 310 und der AMF 321 aufweisen oder ein solcher sein kann; und die AMF 321 kann ein Endpunkt der NAS-(N1-)Signalisierung sein und die NAS-Verschlüsselung und den Integritätsschutz durchführen.
  • AMF 321 kann auch die NAS-Signalisierung mit einer UE 301 über eine N3 Interworking-Function (IWF)-Schnittstelle unterstützen. Die N3IWF kann verwendet werden, um nicht vertrauenswürdigen Entitäten Zugang bereitzustellen. N3IWF kann ein Endpunkt für die N2-Schnittstelle zwischen dem (R)AN 310 und der AMF 321 für die Steuerung und ein Endpunkt für den N3-Bezugspunkt zwischen der (R)AN 310 und der UPF 302 für die Benutzerebene sein. Als solche kann die AMF 321 die N2-Signalisierung von der SMF 324 und der AMF 321 für PDU-Sitzungen und QoS handhaben, Pakete für IPSec- und N3-Tunnelung einkapseln/entkapseln, N3-Pakete der Benutzerebene im Uplink markieren und QoS entsprechend der N3-Paketmarkierung unter Berücksichtigung der QoS-Anforderungen, die mit dieser über N2 empfangenen Markierung verbunden sind, durchsetzen. N3IWF kann auch Uplink- und Downlink-Steuerungseinheiten der NAS-Signalisierung zwischen UE 301 und AMF 321 über einen N1 -Referenzpunkt zwischen UE 301 und AMF 321 sowie Uplink- und Downlink-Benutzerebenenpakete zwischen UE 301 und UPF 302 weiterleiten. Die N3IWF stellt auch Mechanismen für den IPsec-Tunnelaufbau mit der UE 301 bereit. Die AMF 321 kann eine dienstbasierte Namf-Schnittstelle aufweisen und kann ein Abschlusspunkt für einen N14-Referenzpunkt zwischen zwei AMF 321 und einen N17-Referenzpunkt zwischen der AMF 321 und einem 5G-Geräteidentitätsregister (5G-EIR) sein (nicht in 3 dargestellt).
  • Das UE 301 muss sich möglicherweise bei der AMF 321 registrieren lassen, um Netzwerkdienste zu erhalten. Die Registrierungsverwaltung (RM) dient zur Registrierung oder Deregistrierung des UE 301 beim Netzwerk (z.B. AMF 321) und zur Einrichtung eines UE-Kontexts im Netzwerk (z.B. AMF 321). Die UE 301 kann in einem RM-REGISTRIERTEN Zustand oder einem RM-DEREGISTRIERTEN Zustand betrieben werden. Im RM-DEREGISTRIERT-Zustand ist das UE 301 nicht im Netzwerk registriert, und der UE-Kontext in AMF 321 enthält keine gültigen Standort- oder Leitweginformationen für das UE 301, so dass das UE 301 für die AMF 321 nicht erreichbar ist. Im Zustand RM REGISTRIERT ist das UE 301 im Netzwerk registriert, und der UE-Kontext in AMF 321 kann einen gültigen Standort oder Routinginformationen für das UE 301 enthalten, so dass das UE 301 von der AMF 321 nicht erreichbar ist. Im Zustand RM-REGISTRIERT kann das UE 301 u.a. Verfahren zur Aktualisierung der Mobilitätsregistrierung durchführen, periodische Verfahren zur Aktualisierung der Registrierung durchführen, die durch den Ablauf des periodischen Aktualisierungs-Timers ausgelöst werden (z.B. um dem Netzwerk mitzuteilen, dass das UE 301 noch aktiv ist), und ein Verfahren zur Aktualisierung der Registrierung durchführen, um die UE-Fähigkeitsinformationen zu aktualisieren oder Protokollparameter mit dem Netzwerk neu auszuhandeln.
  • Die AMF 321 kann einen oder mehr Registrations-Verwaltung (Registration Management - RM)-Kontexte für das UE 301 speichern, wobei jeder RM-Kontext mit einem spezifischen Zugang zum Netzwerk verbunden ist. Der RM-Kontext kann eine Datenstruktur, ein Datenbankobjekt usw. sein, die unter anderem einen Registrierungsstatus pro Zugriffstyp und den periodischen Aktualisierungstimer anzeigt oder speichert. Die AMF 321 kann auch einen 5GC Mobilitätsmanagement (MM)-Kontext speichern, der mit dem zuvor besprochenen (E)MM-Kontext identisch oder ihm ähnlich sein kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann die AMF 321 einen Modus-B-Beschränkungsparameter des UE 301 zur Reichweitenverbesserung (CE) in einem zugehörigen MM-Kontext oder RM-Kontext speichern. Die AMF 321 kann den Wert bei Bedarf auch aus dem bereits im UE-Kontext (und/oder MM/RM-Kontext) gespeicherten UE-Verwendungseinstellungsparameter des UE ableiten.
  • Verbindungs-Management (Connection Management - CM) kann verwendet werden, um eine Signalisierungsverbindung zwischen dem UE 301 und der AMF 321 über die N1 -Schnittstelle herzustellen und freizugeben. Die Signalisierungsverbindung wird verwendet, um den NAS-Signalaustausch zwischen dem UE 301 und dem CN 320 zu ermöglichen, und weist sowohl die Signalisierungsverbindung zwischen dem UE und dem Zugangsnetz (AN) (z.B. RRC-Verbindung oder UE-N3IWF-Verbindung für den Nicht-3GPP-Zugang) als auch die N2-Verbindung für die UE 301 zwischen dem AN (z.B. RAN 310) und der AMF 321 auf. Das UE 301 kann in einem von zwei Connection Management(CM)-Zuständen arbeiten, CM-IDLE-Modus oder CM-CONNECTED-Modus. Wenn das UE 301 im CM-IDLE-Zustand/Modus betrieben wird, kann das UE 301 keine NAS-Signalverbindung mit dem AMF 321 über die N1-Schnittstelle aufweisen, und es kann eine (R)AN 310-Signalverbindung (z.B. N2- und/oder N3-Verbindungen) für das UE 301 bestehen. Wenn das UE 301 im CM-CONNECTED-Zustand/Modus betrieben wird, kann das UE 301 eine NAS-Signalisierungsverbindung mit dem AMF 321 über die N1-Schnittstelle aufweisen, und es kann eine (R)AN 310-Signalisierungsverbindung (z.B. N2- und/oder N3-Anschlüsse) für das UE 301 vorhanden sein. Die Herstellung einer N2-Verbindung zwischen dem (R)AN 310 und der AMF 321 kann dazu führen, dass das UE 301 vom CM-IDLE-Modus in den CM-CONNECTED-Modus übergeht und das UE 301 vom CM-CONNECTED-Modus in den CM-IDLE-Modus übergeht, wenn die N2-Signalisierung zwischen dem (R)AN 310 und der AMF 321 aufgehoben wird.
  • Die SMF 324 kann für SM zuständig sein (z.B. Sitzungsaufbau, -modifizierung und -freigabe, einschließlich Tunnelpflege zwischen UPF- und AN-Knoten); Zuweisung und Verwaltung von UE-IP-Adressen (einschließlich optionaler Autorisierung); Auswahl und Steuerung der UP-Funktion; Einrichtung der Verkehrssteuerung am UPF, um den Verkehr zum richtigen Ziel zu leiten; Beendigung von Schnittstellen zu Richtlinien-Steuerungsfunktionen; Steuerung eines Teils der Richtliniendurchsetzung und QoS; rechtmäßiges Abfangen (für SM-Ereignisse und Schnittstelle zum Schicht-Anzeige (Layer Indicator - LI)-System); Beendigung von SM-Teilen von NAS-Nachrichten; Downlink-Datenbenachrichtigung; Initiierung einer ANspezifischen SM-Information, die über AMF über N2 an AN gesendet wird; und Bestimmung des Sitzungs- und Dienstkontinuitätsmodus (SSC) einer Sitzung. SM kann sich auf die Verwaltung einer PDU-Sitzung beziehen, und eine PDU-Sitzung oder „Sitzung“ kann sich auf einen PDU-Konnektivitätsdienst beziehen, der den Austausch von PDUs zwischen einem UE 301 und einem Datennetzwerk (DN) 303, das durch einen Datennetzwerknamen (DNN) identifiziert wird, bereitstellt oder ermöglicht. PDU-Sitzungen können auf Anfrage von UE 301 eingerichtet, auf Anfrage von UE 301 und 5GC 320 modifiziert und auf Anfrage von UE 301 und 5GC 320 unter Verwendung von NAS-SM-Signalisierung freigegeben werden, die über den N1-Referenzpunkt zwischen UE 301 und SMF 324 ausgetauscht wird. Auf Anforderung von einem Anwendungsserver kann der 5GC 320 eine bestimmte Anwendung in der UE 301 auslösen. Als Reaktion auf den Empfang der Trigger-Nachricht kann die UE 301 die Trigger-Nachricht (oder relevante Teile/Informationen der Trigger-Nachricht) an eine oder mehrere identifizierte Anwendungen in der UE 301 weiterleiten. Die identifizierte(n) Anwendung(en) in dem UE 301 kann (können) eine PDU-Sitzung an eine bestimmte DNN einrichten. Die SMF 324 kann prüfen, ob die UE 301 - Anforderungen mit den mit dem UE 301 verbundenen Benutzerabonnementinformationen konform sind. In diesem Zusammenhang kann das SMF 324 Aktualisierungsbenachrichtigungen über Abonnementdaten auf SMF 324-Ebene von der UDM 327 abrufen und/oder anfordern.
  • Die SMF 324 kann folgende Roaming-Funktionalität aufweisen: Handhabung der lokalen Durchsetzung zur Anwendung von QoS Service Level Agreements (SLAs) (Visited Public Land Mobile Network (VPLMN)); Schnittstelle zur Gebührenerfassung und Gebührenberechnung (VPLMN); Lawful Intercept (im VPLMN für SM-Ereignisse und Schnittstelle zum LI-System); und Unterstützung der Interaktion mit externen DN für den Transport der Signalisierung für die Autorisierung/Authentifizierung von PDU-Sitzungen durch externe DN. Ein N16-Referenzpunkt zwischen zwei SMFs 324 kann im System 300 aufweisen, der in Roaming-Szenarien zwischen einem anderen SMF 324 in einem besuchten Netz und dem SMF 324 im Heimatnetz liegen kann. Zusätzlich kann die SMF 324 die dienstbasierte Nsmf-Schnittstelle aufweisen.
  • Die Network Exposure Function (NEF) 323 kann Mittel bereitstellen, um die von 3GPP-Netzwerkfunktionen bereitgestellten Dienste und Fähigkeiten für Dritte, interne Darstellung/erneute Darstellung, Anwendungsfunktionen (z.B. AF 328), Edge-Computing oder Cloud-Computersysteme usw. sicher bereitzustellen. In solchen Ausführungsformen kann die NEF 323 die AFs authentifizieren, autorisieren und/oder drosseln. NEF 323 kann auch mit der AF 328 ausgetauschte Informationen und mit internen Netzwerkfunktionen ausgetauschte Informationen übersetzen. Beispielsweise kann die NEF 323 zwischen einer AF-Service-Identifikation und einer internen 5GC-Information übersetzen. NEF 323 kann auch Informationen von anderen Netzwerkfunktionen (NFs) empfangen, die auf exponierten Fähigkeiten anderer Netzwerkfunktionen basieren. Diese Informationen können in der NEF 323 als strukturierte Daten oder in einer Datenspeicher-NF unter Verwendung standardisierter Schnittstellen gespeichert werden. Die gespeicherten Informationen können dann von der NEF 323 an andere NFs und NFs re-exponiert und/oder für andere Zwecke wie z.B. Analytik verwendet werden. Zusätzlich kann das NEF 323 eine Nnef-Service-basierte Schnittstelle aufweisen.
  • Die NRF 325 kann Funktionen zur Diensterkennung unterstützen, NF-Erkennungsanfragen von NF-Instanzen empfangen und die Informationen der erkannten NF-Instanzen den NF-Instanzen zur Verfügung stellen. Das NRF 325 verwaltet auch Informationen über verfügbare NF-Instanzen und die von ihnen unterstützten Dienste. Die hier verwendeten Begriffe „instanziieren“, „instanziieren“ und dergleichen können sich auf die Erzeugung einer Instanz beziehen, und eine „Instanz“ kann sich auf ein konkretes Auftreten eines Objekts beziehen, das z.B. während der Ausführung von Programmcode auftreten kann. Zusätzlich kann die NRF 325 die dienstbasierte Nnrf-Schnittstelle aufweisen.
  • Das PCF 326 kann Richtlinienregeln zur Steuerung von Ebenenfunktionen bereitstellen, um diese durchzusetzen, und es kann auch einen einheitlichen Richtlinienrahmen zur Steuerung des Netzwerkverhaltens unterstützen. Das PCF 326 kann auch eine FE implementieren, um auf Abonnementinformationen zuzugreifen, die für politische Entscheidungen in einem UDR des UDM 327 relevant sind. Die PCF 326 kann mit der AMF 321 über einen N15-Referenzpunkt zwischen der PCF 326 und der AMF 321 kommunizieren, der eine PCF 326 in einem besuchten Netz und die AMF 321 im Falle von Roaming-Szenarien aufweisen kann. Die PCF 326 kann mit der AF 328 über einen N5-Referenzpunkt zwischen der PCF 326 und der AF 328 und mit der SMF 324 über einen N7-Referenzpunkt zwischen der PCF 326 und der SMF 324 kommunizieren. Das System 300 und/oder CN 320 kann auch einen N24-Referenzpunkt zwischen der PCF 326 (im Heimnetzwerk) und einer PCF 326 in einem besuchten Netzwerk aufweisen. Zusätzlich kann die PCF 326 eine dienstbasierte Npcf-Schnittstelle aufweisen.
  • Der UDM 327 kann abonnementbezogene Informationen verarbeiten, um die Handhabung von Kommunikationssitzungen durch die Netzwerkeinheiten zu unterstützen, und kann Abonnementdaten von UE 301 speichern. Beispielsweise können Abonnementdaten zwischen dem UDM 327 und der AMF 321 über einen N8-Referenzpunkt zwischen dem UDM 327 und der AMF übertragen werden. Der UDM 327 kann zwei Teile aufweisen, ein Anwendungs-Front-End (FE) und einen Vereinheitlichte-Daten-Speicher (Unified Data Repository - UDR) (FE und UDR sind in 3 nicht dargestellt). Der UDR kann Abonnementdaten und Richtliniendaten für den UDM 327 und die PCF 326 und/oder strukturierte Daten für Darstellungs- und Anwendungsdaten (einschließlich Paketfluss-Beschreibungen (Packet Flow Descriptions - PFDs) zur Anwendungserkennung, Anwendungsanforderungsinformationen für mehrere UEs 301) für die NEF 323 speichern. Die auf dem Nudr-Dienst basierende Schnittstelle kann von der UDR angezeigt werden, um den UDM 327, PCF 326 und NEF 323 den Zugriff auf einen bestimmten Satz der gespeicherten Daten sowie das Lesen, Aktualisieren (z.B. Hinzufügen, Ändern), Löschen und Abonnieren der Benachrichtigung über relevante Datenänderungen in der UDR zu ermöglichen. Der UDM kann ein UDM-FE aufweisen, das für die Verarbeitung von Berechtigungsnachweisen, Standortverwaltung, Abonnementverwaltung usw. zuständig ist. Mehrere verschiedene Front-Ends können den gleichen Benutzer in verschiedenen Transaktionen bedienen. Das UDM-FE greift auf die im UDR gespeicherten Abonnementinformationen zu und führt die Verarbeitung von Authentifizierungsnachweisen, die Handhabung der Benutzeridentifikation, die Zugriffsberechtigung, die Registrierungs-/Mobilitätsverwaltung und die Abonnementverwaltung durch. Der UDR kann mit der SMF 324 über einen N10-Referenzpunkt zwischen dem UDM 327 und dem SMF 324 interagieren. UDM 327 kann auch die SMS-Verwaltung unterstützen, wobei ein SMS-FE die ähnliche Anwendungslogik implementiert, wie zuvor besprochen. Zusätzlich kann der UDM 327 die auf dem Nudm-Dienst basierende Schnittstelle aufweisen.
  • Die AF 328 kann Anwendungseinfluss auf die Verkehrsführung bereitstellen, Zugriff auf die NCE bieten und mit der Steuerungseinheit für die Richtliniensteuerung interagieren. Die NCE kann ein Mechanismus sein, der es dem 5GC 320 und der AF 328 ermöglicht, sich gegenseitig Informationen über NEF 323 bereitzustellen, die für Edge-Computing-Implementierungen verwendet werden können. Bei solchen Implementierungen können die Dienste des Netzbetreibers und Dritter in der Nähe des UE 301 Zugangspunkt eines Anschlusses (Access Point of Attachment) gehostet werden, um durch die reduzierte Ende-zu-Ende-Latenz und Belastung des Transportnetzes eine effiziente Dienstbereitstellung zu erreichen. Für Edge-Computing-Implementierungen kann der 5GC eine UPF 302 in der Nähe des UE 301 auswählen und die Verkehrssteuerung von UPF 302 bis DN 303 über die N6-Schnittstelle ausführen. Dies kann auf den UE-Abonnementdaten, dem UE-Standort und den von AF 328 bereitgestellten Informationen basieren. Auf diese Weise kann die AF 328 die UPF-(Neu-)Auswahl und die Verkehrslenkung beeinflussen. Wenn AF 328 als vertrauenswürdige Instanz betrachtet wird, kann der Netzbetreiber der AF 328 auf der Grundlage des Betreibereinsatzes erlauben, direkt mit den relevanten NFs zu interagieren. Zusätzlich kann die AF 328 eine dienstbasierte Naf-Schnittstelle aufweisen.
  • Die NSSF 329 kann eine Reihe von Netzschnittstelleninstanzen auswählen, die das UE 301 bedienen. Die NSSF 329 kann bei Bedarf auch die zulässige NSSAI und die Zuordnung zu den abonnierten (Einzel-Netzwerk-Slice-Auswähl-Unterstützungsinformation - Single-Network Slice Selection Assistance Information) S-NSSAIs bestimmen. Die NSSF 329 kann auch den für das UE 301 zu verwendenden AMF-Satz oder eine Liste von Kandidaten für die AMF(s) 321 auf der Grundlage einer geeigneten Konfiguration und möglicherweise durch Abfrage der NRF 325 bestimmen. Die Auswahl eines Satzes von Netzwerk-Slice-Instanzen für das UE 301 kann durch die AMF 321, bei der das UE 301 registriert ist, durch Interaktion mit der NSSF 329 ausgelöst werden, was zu einer Änderung der AMF 321 führen kann. Die NSSF 329 kann mit der AMF 321 über einen N22-Referenzpunkt zwischen AMF 321 und NSSF 329 interagieren; und sie kann mit einer anderen NSSF 329 in einem besuchten Netzwerk über einen N31-Referenzpunkt kommunizieren (nicht durch 3 dargestellt). Zusätzlich kann die NSSF 329 eine dienstbasierte Nnssf-Schnittstelle aufweisen.
  • Wie bereits erörtert, kann das CN 320 eine SMSF aufweisen, die für die Überprüfung und Verifizierung von SMS-Abonnements und die Weiterleitung von SM-Nachrichten an/von dem UE 301 an/von anderen Stellen, wie z.B. einem SMS-GMSC/IWMSC/SMS-Router, zuständig sein kann. Die SMS kann auch mit AMF 321 und UDM 327 für ein Benachrichtigungsverfahren interagieren, dass das UE 301 für die SMS-Übertragung verfügbar ist (z.B. Setzen eines UE-nicht-erreichbar-Flags und Benachrichtigung von UDM 327, wenn UE 301 für SMS verfügbar ist).
  • Das CN 120 kann auch andere Elemente aufweisen, die in 3 nicht dargestellt sind, wie z.B. ein Datenspeichersystem/eine Datenspeicherarchitektur, eine 5G-EIR, einen Sicherheits-Kanten-Schutz-Proxy (Security Edge Protection Proxy - SEPP) und ähnliches. Das Datenspeichersystem kann eine strukturierte Datenspeicherfunktion (SDSF), eine unstrukturierte Datenspeichernetzwerkfunktion (UDSF) und/oder ähnliches aufweisen. Jede NF kann unstrukturierte Daten in/aus der UDSF speichern und abrufen (z.B. UE-Kontexte), und zwar über einen N18-Referenzpunkt zwischen jeder NF und der UDSF (nicht durch 3 dargestellt). Einzelne NFs können einen UDSF zur Speicherung ihrer jeweiligen unstrukturierten Daten gemeinsam nutzen, oder einzelne NFs können jeweils einen eigenen UDSF aufweisen, der sich an oder in der Nähe der einzelnen NFs befindet. Darüber hinaus kann die UDSF eine auf Nudsf-Diensten basierende Schnittstelle aufweisen (nicht durch 3 dargestellt). Bei der 5G-EIR kann es sich um eine NF handeln, die den Status der Permanent-Gerät-Identifizierer (Permanent Equipment Identifiers - PEI) überprüft, um festzustellen, ob bestimmte Geräte/Einheiten vom Netzwerk auf eine schwarze Liste gesetzt wurden; und bei der SEPP kann es sich um einen nicht-transparenten Proxy handeln, der das Verstecken der Topologie, das Filtern von Nachrichten und die Steuerung von Inter-PLMN-Steuerungseinheiten übernimmt.
  • Darüber hinaus kann es viel mehr Referenzpunkte und/oder dienstbasierte Schnittstellen zwischen den NF-Diensten in den NFs geben; diese Schnittstellen und Referenzpunkte wurden jedoch aus Gründen der Klarheit in 3 weggelassen. In einem Beispiel kann das CN 320 eine Nx-Schnittstelle aufweisen, bei der es sich um eine Inter-CN-Schnittstelle zwischen der MME (z.B. MME 221) und der AMF 321 handelt, um eine Zusammenarbeit zwischen CN 320 und CN 220 zu ermöglichen. Weitere Beispielschnittstellen/Referenzpunkte können eine dienstbasierte N5g-EIR-Schnittstelle aufweisen, die ein 5G-EIR, einen N27-Referenzpunkt zwischen der NRF im besuchten Netz und der NRF im Heimatnetz sowie einen N31-Referenzpunkt zwischen der NSSF im besuchten Netz und der NSSF im Heimatnetz aufweist.
  • 4 zeigt ein Beispiel für Infrastrukturausrüstung 400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Infrastrukturausrüstung 400 (oder „System 400“) kann als Basisstation, Funkkopf, RAN-Knoten wie die zuvor dargestellten und beschriebenen RAN-Knoten 111 und/oder AP 106, Anwendungsserver 130 und/oder jedes andere hier besprochene Element/Gerät implementiert werden. In anderen Beispielen könnte das System 400 in oder durch ein UE implementiert werden.
  • Das System 400 weist eine Anwendungsschaltung 405, die Basisbandschaltung 410, ein oder mehr Funk-Front-End-Module (RFEMs) 415, die Speicherschaltung 420, die integrierte Schaltung zur Leistungsverwaltung (PMIC) 425, die Leistungs-T-Stück-Schaltung 430, die Steuerungseinheit 435, den Netzwerkschnittstellenanschluss 440, die Satellitenpositionierungsschaltung 445 und die Benutzerschnittstelle 450 auf. In einigen Ausführungsformen kann das Gerät 400 zusätzliche Elemente aufweisen, wie z.B. Speicher/Archivspeicher, Anzeige, Kamera, Sensor oder Eingabe-/Ausgabeschnittstelle (E/A). In anderen Ausführungsformen können die unten beschriebenen Komponenten in mehr als einem Gerät enthalten sein. Beispielsweise können die genannten Schaltungen separat in mehr als einem Gerät für CRAN, vBBU oder andere ähnliche Implementierungen aufweisen.
  • Anwendungsschaltungen 405 weisen Schaltungen auf, wie z.B., aber nicht beschränkt auf, einen oder mehr Prozessoren (oder Prozessorkerne), Cache-Speicher und einen oder mehr Low-Drop-Out-Spannungsregler (LDOs), Interrupt-Steuerungen, serielle Schnittstellen wie SPI, I2C oder universelle programmierbare serielle Schnittstellenmodule, Echtzeituhr (RTC), Timer-Zähler einschließlich Intervall- und Watchdog-Timer, Mehrzweck-Ein-/Ausgabe (E/A oder IO), Steuerungseinheiten für Speicherkarten wie Secure Digital (SD) MultiMediaCard (MMC) oder ähnliche, USB-Schnittstellen (Universal Serial Bus), MIPI-Schnittstellen (Mobile Industry Processor Interface) und JTAG-Testzugangsports (Joint Test Access Group). Die Prozessoren (oder Kerne) der Anwendungsschaltung 405 können mit Speicher/Speicherelementen gekoppelt sein oder solche aufweisen und sind eingerichtet, um im Speicher/Speicher gespeicherte Befehle auszuführen, damit verschiedene Anwendungen oder Betriebssysteme auf dem System 400 laufen können. Bei einigen Implementierungen kann es sich bei den Speicher/Speicherelementen um On-Chip-Speicherschaltungen handeln, die geeignete flüchtige und/oder nichtflüchtige Speicher aufweisen können, wie z.B. DRAM, SRAM, EPROM, EEPROM, Flash-Speicher, Festkörperspeicher und/oder jede andere Art von Speicherbauelement-Technologie, wie die hier besprochenen.
  • Der/die Prozessor(en) der Anwendungsschaltung 405 kann/können beispielsweise einen oder mehr Prozessorkerne (CPUs), einen oder mehr Anwendungsprozessoren, eine oder mehr Grafikverarbeitungseinheiten (GPUs), einen oder mehr RISC-Prozessoren (Reduzierter-Befehlssatz-Rechnen - Reduced Instruction Set Computing) aufweisen, einen oder mehrere Acorn RISC Maschine(ARM)-Prozessoren, einen oder mehrere Komplexer-Befehlssatz-Rechnen (Complex Instruction Set Computing - CISC)-Prozessoren, einen oder mehr Digitale Signalprozessoren (DSP), einen oder mehr FPGAs, einen oder mehr PLDs, einen oder mehr ASICs, einen oder mehr Mikroprozessoren oder Steuerungseinheiten oder jede geeignete Kombination davon. In einigen Ausführungsformen kann die Anwendungsschaltung 405 eine/n Spezialprozessor/-steuerung aufweisen oder ein solcher sein, um gemäß den verschiedenen Ausführungsformen hierin zu arbeiten. Als Beispiele können der Prozessor/die Prozessoren der Anwendungsschaltung 405 einen oder mehrere Intel Pentium®-, Core®- oder Xeon®-Prozessor(en) aufweisen; Advanced Micro Devices (AMD) Ryzen®-Prozessor(en), Accelerated Processing Units (APUs) oder Epyc®-Prozessoren; ARM-basierte(r) Prozessor(en), die von ARM Holdings, Ltd. lizenziert sind. wie z.B. die ARM Cortex-A-Prozessorfamilie und der ThunderX2®, bereitgestellt von Cavium(TM), Inc.; ein MIPS-basiertes Design von MIPS Technologies, Inc. wie z.B. MIPS Warrior P-Klasse Prozessoren; und/oder ähnliches. In einigen Ausführungsformen verwendet das System 400 möglicherweise nicht die Anwendungsschaltung 405 und weist stattdessen möglicherweise eine spezielle Prozessor/Steuerungseinheit zur Verarbeitung von IP-Daten auf, die z.B. von einem EPC oder 5GC empfangen wurden.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Anwendungsschaltung 405 einen oder mehr Hardware-Beschleuniger aufweisen, bei denen es sich um Mikroprozessoren, programmierbare Verarbeitungsgeräte oder ähnliches handeln kann. Der eine oder die mehreren Hardware-Beschleuniger können z.B. Computer Vision (CV) und/oder Deep Learning (DL) Beschleuniger aufweisen. Bei den programmierbaren Verarbeitungsbausteinen kann es sich beispielsweise um einen oder mehrere FPDs (Feld-Programmierbare Geräte - Field-Programmable Devices) wie Feld-Programmierbare Gate Arrays - Field-Programmable Gate Arrays - FPGAs) und dergleichen, programmierbare Logikbausteine (PLDs) wie komplexe PLDs (CPLDs), Hochleistungs-PLDs (HCPLDs) und dergleichen, ASICs wie strukturierte ASICs und dergleichen, programmierbare SoCs (PSoCs) und dergleichen handeln. In solchen Implementierungen kann die Schaltung der Anwendungsschaltung 405 logische Blöcke oder eine logische Struktur und andere miteinander verbundene Ressourcen aufweisen, die so programmiert werden können, dass sie verschiedene Funktionen ausführen, wie z.B. die Verfahren, Methoden, Funktionen usw. der verschiedenen hier besprochenen Ausführungsformen. In solchen Ausführungsformen kann die Schaltung der Anwendungsschaltung 405 Speicherzellen aufweisen (z.B. löschbarer programmierbarer Festwertspeicher (EPROM), elektrisch löschbarer programmierbarer Festwertspeicher (EEPROM), Flash-Speicher, statischer Speicher (z.B. statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SRAM), Anti-Sicherungen usw.), die zur Speicherung von Logikblöcken, logischer Struktur, Daten usw. in Nachschlagetabellen (LUTs) und dergleichen verwendet werden.
  • Die Basisbandschaltung 410 kann z.B. als Lötsubstrat ausgeführt sein, das eine oder mehrere integrierte Schaltungen aufweist, als eine einzelne gehäuste integrierte Schaltung, die auf eine Hauptleiterplatte gelötet wird, oder als ein Multi-Chip-Modul, das zwei oder mehr integrierte Schaltungen enthält. Die verschiedenen elektronischen Hardware-Elemente der Basisbandschaltung 410 werden weiter unten in Bezug auf 6 diskutiert.
  • Die Benutzerschnittstellen-Schaltungsanordnung 450 kann eine oder mehrere Benutzerschnittstellen aufweisen, die so ausgelegt sind, dass eine Interaktion des Benutzers mit dem System 400 möglich ist, oder Schnittstellen für periphere Komponenten, die so ausgelegt sind, dass eine Interaktion peripherer Komponenten mit dem System 400 möglich ist. Benutzerschnittstellen können unter anderem einen oder mehrere physische oder virtuelle Knöpfe (z.B. einen Reset-Knopf), eine oder mehrere Anzeigen (z.B. Leuchtdioden (LEDs)), eine physische Tastatur oder ein Tastenfeld, eine Maus, ein Berührungsfeld, einen Berührungsbildschirm, Lautsprecher oder andere tonabgebende Geräte, Mikrofone, einen Drucker, einen Scanner, ein Headset, einen Bildschirm oder ein Anzeigegerät usw. aufweisen. Schnittstellen für Peripheriekomponenten können einen nichtflüchtigen Speicheranschluss, einen USB-Anschluss (Universal Serial Bus), eine Audiobuchse, eine Stromversorgungsschnittstelle usw. aufweisen, sind aber nicht darauf beschränkt.
  • Die Radio-Frontend-Module (RFEMs) 415 können ein Millimeterwellen-(mmWave)-RFEM und einen oder mehr Sub-mmWave-Radiofrequenz-Integrierte Schaltkreise (RFICs) aufweisen. In einigen Implementierungen können der eine oder die mehreren Sub-mmWave-RFICs physisch vom mmWave-RFEM getrennt sein. Die RFICs können Verbindungen zu einer oder mehreren Antennen oder Antennen-Arrays aufweisen (siehe z.B. Antennen-Array 611 von 6 infra), und das RFEM kann mit mehreren Antennen verbunden sein. In alternativen Implementierungen können sowohl mmWave- als auch Sub-mmWave-Funkfunktionen in demselben physikalischen RFEM 415 implementiert werden, das sowohl mmWave-Antennen als auch Sub-mmWave enthält.
  • Die Speicherschaltung 420 kann einen oder mehrere flüchtige Speicher einschließlich dynamischem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) und/oder synchronem dynamischem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SDRAM) und nichtflüchtigen Speicher (NVM) einschließlich elektrisch löschbarem Hochgeschwindigkeitsspeicher (allgemein als Flash-Speicher bezeichnet), Phasenänderungsspeicher mit wahlfreiem Zugriff (PRAM), magnetoresistivem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (MRAM) usw. aufweisen und kann die dreidimensionalen (3D) Koppelpunkt-(XPOINT)-Speicher von Intel® und Micron® aufweisen. Die Speicherschaltung 420 kann gemäß einer oder mehreren lötgehäusten integrierten Schaltungen, gesockelten Speichermodulen und steckbaren Speicherkarten implementiert werden.
  • Der PMIC 425 kann Spannungsregler, Überspannungsschutz, eine Schaltung zur Erkennung von Leistungsalarmen und eine oder mehrere Reservestromquellen wie eine Batterie oder einen Kondensator aufweisen. Die Schaltung zur Erkennung von Leistungsalarmen kann einen oder mehrere Braunbruch- (Unterspannung) und Überspannungszustände (Überspannung) erkennen. Die Stromversorgungs-T-Stromversorgung 430 kann elektrische Energie aus einem Netzwerkkabel bereitstellen, um mit einem einzigen Kabel sowohl die Stromversorgung als auch die Datenkonnektivität für die Infrastrukturausrüstung 400 bereitzustellen.
  • Die Netzwerk-Steuerungsschaltung 435 kann eine Konnektivität zu einem Netzwerk unter Verwendung eines Standard-Netzwerkschnittstellenprotokolls wie Ethernet, Ethernet über GRE-Tunnel, Ethernet über Multiprotocol Label Switching (MPLS) oder eines anderen geeigneten Protokolls bereitstellen. Die Netzwerkkonnektivität kann zu/von der Infrastrukturausrüstung 400 über den Netzwerkschnittstellenanschluss 440 bereitgestellt werden, wobei eine physikalische Verbindung verwendet wird, die elektrisch (allgemein als „Kupferverbindung“ bezeichnet), optisch oder drahtlos sein kann. Die Netzwerk-Steuerungsschaltung 435 kann einen oder mehr dedizierte Prozessoren und/oder FPGAs aufweisen, um unter Verwendung eines oder mehr der oben genannten Protokolle zu kommunizieren. In einigen Implementierungen kann die Netzwerk-Steuerungsschaltung 435 mehrere Steuerungseinheiten aufweisen, um eine Konnektivität mit anderen Netzwerken bereitzustellen, die das gleiche oder andere Protokolle verwenden.
  • Die Positionierungsschaltung 445 weist Schaltungen zum Empfangen und zum Dekodieren von Signalen auf, die von einem Positionierungsnetzwerk eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) gesendet/ausgestrahlt werden. Beispiele für Navigationssatellitenkonstellationen (oder GNSS) weisen das Global Positioning System (GPS) der Vereinigten Staaten, das Global Navigation System (GLONASS) Russlands, das Galileo-System der Europäischen Union, das BeiDou-Navigationssatellitensystem Chinas, ein regionales Navigationssystem oder ein GNSS-Erweiterungssystem auf (z.B. Navigation mit indischer Konstellation (NAVIC), Japans Quasi-Zenith-Satellitensystem (QZSS), Frankreichs Doppler-Orbitographie und satellitengestützte Funkortung (DORIS), usw.), oder ähnliches. Die Positionierungsschaltung 445 weist verschiedene Hardware-Elemente auf (z.B. einschließlich Hardware-Geräte wie Schalter, Filter, Verstärker, Antennenelemente u.ä. zur Erleichterung der Over-the-Air (OTA)-Kommunikation), um mit Komponenten eines Positionierungsnetzwerks, wie z.B. den Konstellationsknoten von Navigationssatelliten, zu kommunizieren. In einigen Ausführungsformen kann die Positionierungsschaltung 445 einen Mikro-Technologie zur Positionierung, Navigation und zum Timing (Micro-Technology for Positioning, Navigation, and Timing - Micro-PNT)-IC aufweisen, der einen Master-Taktgeber verwendet, um die Positionsverfolgung/-schätzung ohne GNSS-Unterstützung durchzuführen. Die Positionierungsschaltung 445 kann auch Teil der Basisbandschaltung 410 und/oder der RFEMs 415 sein oder mit diesen interagieren, um mit den Knoten und Komponenten des Positionierungsnetzwerks zu kommunizieren. Die Positionierungsschaltung 445 kann auch Positions- und/oder Zeitdaten für die Anwendungsschaltung 405 bereitstellen, der diese Daten zur Synchronisierung des Betriebs mit verschiedenen Infrastrukturen (z.B. RAN-Knoten 111 usw.) o.ä. verwenden kann.
  • Die in 4 dargestellten Komponenten können unter Verwendung von Schnittstellenschaltungen miteinander kommunizieren, die eine beliebige Anzahl von Bus- und/oder Interconnect-Technologien (IX) aufweisen können, wie z.B. Industriestandard-Architektur (ISA), Extended ISA (EISA), Peripheral Component Interconnect (PCI), Peripheral Component Interconnect Extended (PCIx), PCI Express (PCIe) oder eine beliebige Anzahl anderer Technologien. Der Bus/IX kann ein proprietärer Bus sein, der zum Beispiel in einem System on a Chip (SoC) basierten System verwendet wird. Andere Bus/IX-Systeme können andere Bus/IX-Systeme aufweisen, wie z.B. eine I2C-Schnittstelle, eine SPI-Schnittstelle, Punkt-zu-Punkt-Schnittstellen und einen Energiebus.
  • 5 zeigt ein Beispiel für eine Plattform 500 (oder „Gerät 500“) gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In Ausführungsformen kann die Computerplattform 500 für die Verwendung als UEs 101, 201, 301, Anwendungsserver 130 und/oder jedes andere hier besprochene Element/Gerät geeignet sein. Die Plattform 500 kann beliebige Kombinationen der im Beispiel dargestellten Komponenten aufweisen. Die Komponenten der Plattform 500 können als integrierte Schaltungen (ICs), Teile davon, diskrete elektronische Geräte oder andere Module, Logik, Hardware, Software, Firmware oder eine Kombination davon, die in der Computerplattform 500 angepasst wurden, oder als Komponenten, die anderweitig in ein Gehäuse eines größeren Systems integriert sind, implementiert werden. Das Blockdiagramm von 5 soll eine Ansicht der Komponenten der Computerplattform 500 auf hoher Ebene zeigen. Einige der dargestellten Komponenten können jedoch weggelassen werden, zusätzliche Komponenten können vorhanden sein, und eine andere Anordnung der dargestellten Komponenten kann in anderen Implementierungen vorkommen.
  • Die Anwendungsschaltung 505 weist Schaltungen auf, wie z.B., aber nicht beschränkt auf einen oder mehr Prozessoren (oder Prozessorkerne), Cache-Speicher und einen oder mehr LDOs, Interrupt-Controller, serielle Schnittstellen wie SPI, I2C oder universelle programmierbare serielle Schnittstellenmodule, RTC, Timer-Zähler einschließlich Intervall- und Watchdog-Timer, Mehrzweck-I/O, Speicherkarten-Steuerungen wie SD MMC oder ähnliche, USB-Schnittstellen, MIPI-Schnittstellen und JTAG-Testzugriffsports. Die Prozessoren (oder Kerne) der Anwendungsschaltung 505 können mit Speicher-/Speicherelementen gekoppelt sein oder Speicher-/Speicherelemente aufweisen und sind eingerichtet, um im Speicher/Archivspeicher gespeicherte Befehle auszuführen, damit verschiedene Anwendungen oder Betriebssysteme auf dem System 500 ausgeführt werden können. Bei einigen Implementierungen kann es sich bei den Speicher/Speicherelementen um On-Chip-Speicherschaltungen handeln, die geeignete flüchtige und/oder nichtflüchtige Speicher aufweisen können, wie DRAM, SRAM, EPROM, EEPROM, Flash-Speicher, Festkörperspeicher und/oder jede andere Art von Speicherbauelementtechnologie, wie sie gemäß den hier besprochenen Technologien verwendet wird.
  • Der Prozessor/die Prozessoren der Anwendungsschaltungstechnik 405 kann/können beispielsweise einen oder mehr Prozessorkerne, einen oder mehr Anwendungsprozessoren, eine oder mehr GPUs, einen oder mehr RISC-Prozessoren, einen oder mehr ARM-Prozessoren, einen oder mehr CISC-Prozessoren, einen oder mehr DSP, einen oder mehr FPGAs, einen oder mehr PLDs, einen oder mehr ASICs, einen oder mehr Mikroprozessoren oder Steuerungseinheiten, einen Multithread-Prozessor, einen Ultra-Niederspannungsprozessor, einen eingebetteten Prozessor, ein anderes bekanntes Verarbeitungselement oder eine geeignete Kombination davon aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann die Anwendungsschalung 405 einen Spezialprozessor/-steuerung aufweisen oder ein solcher sein, der gemäß den verschiedenen Ausführungsformen arbeitet.
  • Als Beispiele können der/die Prozessor(en) der Anwendungsschaltung 505 einen auf der Intel® Architektur Core™ basierenden Prozessor aufweisen, wie z.B. einen Quark™, einen Atom™, einen i3, einen i5, einen i7 oder einen Prozessor der MCU-Klasse oder einen anderen Prozessor dieser Art, der bei der Intel® Corporation, Santa Clara, CA, erhältlich ist. Bei den Prozessoren der Anwendungsschaltung 505 kann es sich auch um einen oder mehrere der folgenden Prozessoren handeln: Advanced Micro Devices (AMD) Ryzen® Prozessor(en) oder Accelerated Processing Units (APUs); A5-A9 Prozessor(en) von Apple® Inc., Snapdragon™ Prozessor(en) von Qualcomm® Technologies, Inc, Prozessor(en) der Open Multimedia Applications Platform (OMAP)™ von Texas Instruments, Inc.; ein MIPS-basiertes Design von MIPS Technologies, Inc., wie z. B. MIPS Warrior M-Klasse-, Warrior I-Klasse- und Warrior P-Klasse-Prozessoren; ein ARM-basiertes Design, das von ARM Holdings, Ltd. lizenziert wurde, wie z. B. die ARM Cortex-A-, Cortex-R- und Cortex-M-Prozessorfamilie; oder ähnliches. In einigen Implementierungen kann die Anwendungsschaltung 505 ein Teil eines Systems auf einem Chip (SoC) sein, in dem die Anwendungsschaltung 505 und andere Komponenten zu einem einzigen integrierten Schaltkreis oder einem einzigen Gehäuse geformt werden, wie z.B. die Edison™ oder Galileo™ SoC-Boards von Intel® Corporation.
  • Zusätzlich oder alternativ kann die Anwendungsschaltung 505 Schaltungen aufweisen, wie z.B., aber nicht beschränkt auf, eine oder mehr FPDs (Field-Programmable Devices) wie FPGAs und dergleichen; programmierbare Logikbausteine (PLDs) wie komplexe PLDs (CPLDs), Hochleistungs-PLDs (HCPLDs) und dergleichen; ASICs wie strukturierte ASICs und dergleichen; programmierbare SoCs (PSoCs) und dergleichen. In solchen Ausführungsformen kann die Schaltung der Anwendungsschaltung 505 logische Blöcke oder eine logische Struktur und andere miteinander verbundene Ressourcen aufweisen, die so programmiert werden können, dass sie verschiedene Funktionen ausführen, wie z.B. die Verfahren, Methoden, Funktionen usw. der verschiedenen hier besprochenen Ausführungsformen. In solchen Ausführungsformen kann die Schaltung der Anwendungsschaltung 505 Speicherzellen aufweisen (z.B. löschbarer programmierbarer Festwertspeicher (EPROM), elektrisch löschbarer programmierbarer Festwertspeicher (EEPROM), Flash-Speicher, statischer Speicher (z.B. statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SRAM), Anti-Sicherungen usw.), die zur Speicherung von Logikblöcken, logischer Struktur, Daten usw. in Nachschlagetabellen (LUTs) und dergleichen verwendet werden.
  • Die Basisbandschaltung 510 kann z.B. als Lötsubstrat mit einer oder mehr integrierten Schaltungen, als eine auf eine Hauptleiterplatte gelötete integrierte Schaltung im Einzelgehäuse oder als Multi-Chip-Modul mit zwei oder mehr integrierten Schaltungen ausgeführt sein. Die verschiedenen elektronischen Hardware-Elemente der Basisbandschaltung 510 werden weiter unten in Bezug auf 6 diskutiert.
  • Die RFEMs 515 können ein Millimeterwellen-(mmWave)-RFEM und eine oder mehr sub-mmWave-Hochfrequenz-integrierte Schaltungen (RFICs) enthalten. In einigen Implementierungen können der eine oder die mehreren Sub-mmWave-RFICs physisch vom mmWave-RFEM getrennt sein. Die RFICs können Verbindungen zu einer oder mehreren Antennen oder Antennen-Arrays enthalten (siehe z.B. Antennen-Array 611 von 6 infra), und das RFEM kann mit mehreren Antennen verbunden sein. In alternativen Implementierungen können sowohl mmWave- als auch Sub-mmWave-Funkfunktionen in demselben physikalischen RFEM 515 implementiert werden, das sowohl mmWave-Antennen als auch Sub-mmWave enthält.
  • Die Speicherschaltung 520 kann eine beliebige Anzahl und Art von Speicherbausteinen enthalten, die zur Bereitstellung einer bestimmten Menge an Systemspeicher verwendet werden. Beispielsweise kann die Speicherschaltung 520 einen oder mehr flüchtige Speicher einschließlich eines Direktzugriffsspeichers (RAM), eines dynamischen RAM (DRAM) und/oder eines synchronen dynamischen RAM (SDRAM) sowie einen nichtflüchtigen Speicher (NVM) einschließlich eines elektrisch löschbaren Hochgeschwindigkeitsspeichers (allgemein als Flash-Speicher bezeichnet), eines Phasenänderungs-Direktzugriffsspeichers (PRAM), eines magnetoresistiven Direktzugriffsspeichers (MRAM) usw. enthalten. Die Speicherschaltung 520 kann gemäß einem LPDDR-basierten Design (Low Power Double Data Rate) des Joint Electron Devices Engineering Council (JEDEC) entwickelt werden, wie z.B. LPDDR2, LPDDR3, LPDDR4 oder ähnliches. Die Speicherschaltung 520 kann als eine oder mehrere lötgelötete integrierte Schaltungen, Single-Die-Gehäuse (SDP), Dual-Die-Gehäuse (DDP) oder Quad-Die-Gehäuse (Q17P), gesockelte Speichermodule, Dual-Inline-Speichermodule (DIMMs) einschließlich microDIMMs oder MiniDIMMs implementiert und/oder über ein Ball-Grid-Array (BGA) auf eine Hauptplatine gelötet werden. In Implementierungen mit geringem Stromverbrauch kann die Speicherschaltung 520 ein On-Die-Speicher oder Register sein, die mit der Anwendungsschaltung 505 verbunden sind. Um eine dauerhafte Speicherung von Informationen wie Daten, Anwendungen, Betriebssystemen usw. zu ermöglichen, kann die Speicherschaltung 520 eine oder mehr Massenspeichereinheiten enthalten, zu denen unter anderem ein Festkörperplattenlaufwerk (SSDD), ein Festplattenlaufwerk (HDD), eine Mikro-HDD, Widerstandsänderungsspeicher, Phasenänderungsspeicher, holographische Speicher oder chemische Speicher gehören können. Zum Beispiel kann die Computerplattform 500 die dreidimensionalen (3D) Kreuzpunkt-(XPOINT)-Speicher von Intel® und Micron® enthalten.
  • Die austauschbare Speicherschaltung 523 kann Vorrichtungen, Schaltungen, Gehäuse, Anschlüsse oder Steckdosen usw. enthalten, die zur Kopplung tragbarer Datenspeichergeräte mit der Plattform 500 verwendet werden. Diese tragbaren Datenspeichergeräte können für Massenspeicherzwecke verwendet werden und können z.B. Flash-Speicherkarten (z.B. Secure Digital (SD)-Karten, microSD-Karten, xD-Bildkarten und dergleichen) sowie USB-Flash-Laufwerke, optische Platten, externe Festplatten und dergleichen umfassen.
  • Die Plattform 500 kann auch Schnittstellenschaltungen (nicht abgebildet) enthalten, die zum Anschluss externer Geräte an die Plattform 500 verwendet werden. Zu den externen Geräten, die über die Schnittstellenschaltung mit der Plattform 500 verbunden sind, gehören die Sensorschaltung 521 und die elektromechanischen Komponenten (EMCs) 522 sowie austauschbare Speichergeräte, die mit der austauschbaren Speicherschaltung 523 gekoppelt sind.
  • Die Sensorschaltung 521 umfasst Geräte, Module oder Subsysteme, deren Zweck es ist, Ereignisse oder Änderungen in ihrer Umgebung zu erkennen und die Informationen (Sensordaten) über die erkannten Ereignisse an ein anderes Gerät, Modul, Subsystem usw. zu senden. Beispiele für solche Sensoren sind u.a. Trägheitsmesseinheiten (IMUs) einschließlich Beschleunigungsmessern, Gyroskopen und/oder Magnetometern; mikroelektromechanische Systeme (MEMS) oder nanoelektromechanische Systeme (NEMS) einschließlich 3-Achsen-Beschleunigungsmessern, 3-Achsen-Gyroskopen und/oder Magnetometern; Füllstandssensoren; Durchflusssensoren; Temperatursensoren (z.B. Thermistoren); Drucksensoren; barometrische Drucksensoren; Gravimeter; Höhenmesser; Bilderfassungsgeräte (z.B. Kameras oder linsenlose Blenden); Lichterkennungs- und Entfernungssensoren (LiDAR); Näherungssensoren (z.B. Infrarot-Strahlungsdetektor und dergleichen), Tiefensensoren, Umgebungslichtsensoren, Ultraschall-Sender/Empfänger; Mikrofone oder andere ähnliche Audioerfassungsgeräte; usw.
  • EMCs 522 umfassen Vorrichtungen, Module oder Subsysteme, deren Zweck es ist, die Plattform 500 in die Lage zu versetzen, ihren Zustand, ihre Position und/oder Ausrichtung zu ändern oder einen Mechanismus oder ein (Sub-)System zu bewegen oder zu steuern. Zusätzlich können EMCs 522 so konfiguriert werden, dass sie Nachrichten/Signalisierung erzeugen und an andere Komponenten der Plattform 500 senden, um einen aktuellen Zustand der EMCs 522 anzuzeigen. Beispiele für den EMCs 522 sind ein oder mehr Leistungsschalter, Relais einschließlich elektromechanischer Relais (EMR) und/oder Halbleiterrelais (SSR), Aktuatoren (z.B. Ventilaktuatoren usw.), ein akustischer Tongenerator, eine optische Warneinrichtung, Motoren (z.B. Gleichstrommotoren, Schrittmotoren usw.), Räder, Triebwerke, Propeller, Klauen, Klemmen, Haken und/oder andere ähnliche elektromechanische Komponenten. In Ausführungsformen ist die Plattform 500 so konfiguriert, dass sie einen oder mehrere EMCs 522 auf der Grundlage eines oder mehrerer erfasster Ereignisse und/oder Anweisungen oder Steuersignale, die von einem Dienstanbieter und/oder verschiedenen Kunden empfangen werden, betreibt.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Schnittstellenschaltung die Plattform 500 mit der Positionierschaltung 545 verbinden. Die Positionierschaltung 545 enthält Schaltungen zum Empfang und zur Dekodierung von Signalen, die von einem Positionierungsnetz eines GNSS gesendet/übertragen werden. Beispiele für Navigationssatellitenkonstellationen (oder GNSS) sind das GPS der Vereinigten Staaten, GLONASS Russlands, das Galileo-System der Europäischen Union, das BeiDou-Navigationssatellitensystem Chinas, ein regionales Navigationssystem oder GNSS-Erweiterungssystem (z.B. NAVIC), QZSS Japans, DORIS Frankreichs usw.) oder ähnliches. Die Positionierschaltung 545 umfasst verschiedene Hardware-Elemente (z.B. einschließlich Hardware-Vorrichtungen wie Schalter, Filter, Verstärker, Antennenelemente und dergleichen zur Erleichterung der OTA-Kommunikation) zur Kommunikation mit Komponenten eines Positionierungsnetzes, wie z.B. den Konstellationsknoten eines Navigationssatelliten. In einigen Ausführungsformen kann die Positionierungsschaltung 545 einen Micro-PNT-IC enthalten, der einen Master-Taktgeber verwendet, um die Positionsverfolgung/-abschätzung ohne GNSS-Unterstützung durchzuführen. Die Positionierschaltung 545 kann auch Teil der Basisbandschaltung 410 und/oder der RFEMs 515 sein oder mit diesen interagieren, um mit den Knoten und Komponenten des Positionierungsnetzwerks zu kommunizieren. Die Positionierschaltung 545 kann auch Positionsdaten und/oder Zeitdaten an die Anwendungsschaltung 505 liefern, die diese Daten zur Synchronisation des Betriebs mit verschiedenen Infrastrukturen (z.B. Funkbasisstationen), für Turn-by-Turn-Navigationsanwendungen oder ähnliches verwendet.
  • In einigen Implementierungen kann die Schnittstellenschaltung die Plattform 500 mit der NFC-Schaltung (Near-Field Communication) 540 verbinden. Die NFC-Schaltung 540 ist so konfiguriert, dass sie kontaktlose Nahbereichskommunikation auf der Grundlage von Radiofrequenz-Identifikationsstandards (RFID) ermöglicht, wobei die Magnetfeldinduktion verwendet wird, um die Kommunikation zwischen der NFC-Schaltung 540 und NFC-fähigen Geräten außerhalb der Plattform 500 zu ermöglichen (z.B. ein „NFC-Touchpoint“). Die NFC-Schaltung 540 enthält einen mit einem Antennenelement gekoppelten NFC-Controller und einen mit dem NFC-Controller gekoppelten Prozessor. Der NFC-Controller kann ein Chip/IC sein, der der NFC-Schaltung 540 NFC-Funktionalitäten zur Verfügung stellt, indem er die NFC-Controller-Firmware und einen NFC-Stack ausführt. Der NFC-Stapel kann durch den Prozessor ausgeführt werden, um den NFC-Controller zu steuern, und die NFC-Controller-Firmware kann durch den NFC-Controller ausgeführt werden, um das Antennenelement so zu steuern, dass es HF-Signale mit kurzer Reichweite aussendet. Die HF-Signale können ein passives NFC-Etikett (z.B. einen in einem Aufkleber oder Armband eingebetteten Mikrochip) mit Strom versorgen, um gespeicherte Daten an die NFC-Schaltung 540 zu übertragen, oder die Datenübertragung zwischen der NFC-Schaltung 540 und einem anderen aktiven NFC-Gerät (z.B. einem Smartphone oder einem NFC-fähigen POS-Terminal), das sich in der Nähe der Plattform 500 befindet, initiieren.
  • Die Treiberschaltung 546 kann Software- und Hardware-Elemente enthalten, die bestimmte Geräte steuern, die in die Plattform 500 eingebettet, an die Plattform 500 angeschlossen oder anderweitig kommunikativ mit der Plattform 500 gekoppelt sind. Die Treiberschaltung 546 kann einzelne Treiber enthalten, die es anderen Komponenten der Plattform 500 ermöglichen, mit verschiedenen Ein-/Ausgabe-Geräten (E/A-Geräten) zu interagieren oder diese zu steuern, die innerhalb der Plattform 500 vorhanden oder mit ihr verbunden sein können. Die Treiberschaltung 546 kann z.B. einen Anzeigetreiber zur Steuerung eines Anzeigegeräts und zur Ermöglichung des Zugriffs auf ein Anzeigegerät, einen Touchscreen-Treiber zur Steuerung einer Touchscreen-Schnittstelle der Plattform 500 und zur Ermöglichung des Zugriffs auf diese, Sensortreiber zum Erhalt von Sensormesswerten der Sensorschaltung 521 und zur Steuerung und Ermöglichung des Zugriffs auf die Sensorschaltung 521, EMV-Treiber zum Erhalt von Aktuatorpositionen des EMCs 522 und/oder zur Steuerung und Ermöglichung des Zugriffs auf den EMCs 522, einen Kameratreiber zur Steuerung eines eingebetteten Bilderfassungsgeräts und zur Ermöglichung des Zugriffs auf dieses, Audiotreiber zur Steuerung und Ermöglichung des Zugriffs auf ein oder mehrere Audiogeräte enthalten.
  • Der PMIC 525 (auch als „Energieverwaltungsschaltung 525“ bezeichnet) kann die Stromversorgung für verschiedene Komponenten der Plattform 500 steuern. Insbesondere in Bezug auf die Basisbandschaltung 510 kann der PMIC 525 die Auswahl der Stromquelle, die Spannungsskalierung, die Batterieladung oder die DC/DC-Wandlung steuern. Der PMIC 525 kann oft eingesetzt werden, wenn die Plattform 500 mit einer Batterie 530 betrieben werden kann, z.B. wenn das Gerät in eine UE 101, 201, 301 eingebaut ist.
  • In einigen Ausführungen kann der PMIC 525 verschiedene Stromsparmechanismen der Plattform 500 steuern oder anderweitig Teil davon sein. Befindet sich die Plattform 500 z.B. in einem RRC_Connected-Zustand, in dem sie noch mit dem RAN-Knoten verbunden ist, da sie erwartet, in Kürze Datenverkehr zu empfangen, kann sie nach einer Zeit der Inaktivität in einen Zustand eintreten, der als Discontinuous Reception Mode (DRX) bezeichnet wird. In diesem Zustand kann sich die Plattform 500 für kurze Zeitintervalle abschalten und so Strom sparen. Wenn über einen längeren Zeitraum keine Datenverkehrsaktivität stattfindet, kann die Plattform 500 in einen RRC Idle-Zustand übergehen, in dem sie die Verbindung zum Netzwerk unterbricht und keine Operationen wie Kanalqualitätsrückmeldung, Handover usw. durchführt. Die Plattform 500 geht in einen Zustand mit sehr niedrigem Stromverbrauch über und führt Paging durch, wo sie wieder periodisch aufwacht, um auf das Netzwerk zu hören, und sich dann wieder abschaltet. Die Plattform 500 darf in diesem Zustand keine Daten empfangen; um Daten empfangen zu können, muss sie wieder in den Zustand RRC_Connected übergehen. Ein zusätzlicher Stromsparmodus kann dazu führen, dass ein Gerät für längere Zeiträume als ein Paging-Intervall (von Sekunden bis zu einigen Stunden) für das Netzwerk nicht verfügbar ist. Während dieser Zeit ist das Gerät für das Netzwerk völlig unerreichbar und kann sich vollständig abschalten. Alle während dieser Zeit gesendeten Daten führen zu einer großen Verzögerung, und es wird davon ausgegangen, dass die Verzögerung akzeptabel ist.
  • Eine Batterie 530 kann die Plattform 500 mit Strom versorgen, obwohl die Plattform 500 in einigen Beispielen an einem festen Standort montiert sein kann und über eine an das Stromnetz gekoppelte Stromversorgung verfügen kann. Bei der Batterie 530 kann es sich um eine Lithium-Ionen-Batterie, eine Metall-Luft-Batterie, wie z. B. eine Zink-Luft-Batterie, eine Aluminium-Luft-Batterie, eine Lithium-Luft-Batterie und Ähnliches handeln. In einigen Implementierungen, wie z.B. in V2X-Anwendungen, kann die Batterie 530 eine typische Blei-Säure-Automobilbatterie sein.
  • In einigen Implementierungen kann die Batterie 530 eine „intelligente Batterie“ sein, die ein Batterie-Management-System (BMS) oder eine integrierte Batterieüberwachungsschaltung enthält oder mit diesen gekoppelt ist. Das BMS kann in die Plattform 500 integriert werden, um den Ladezustand (SoCh) der Batterie 530 zu verfolgen. Das BMS kann dazu verwendet werden, andere Parameter der Batterie 530 zu überwachen, um Ausfallvorhersagen zu treffen, wie z.B. den Gesundheitszustand (SoH) und den Funktionszustand (SoF) der Batterie 530. Das BMS kann die Informationen der Batterie 530 an die Anwendungsschaltung 505 oder andere Komponenten der Plattform 500 übermitteln. Das BMS kann auch einen Analog-Digital-Wandler (ADC) enthalten, der es der Anwendungsschaltung 505 ermöglicht, die Spannung der Batterie 530 oder den Stromfluss von der Batterie 530 direkt zu überwachen. Die Batterieparameter können verwendet werden, um Aktionen zu bestimmen, die die Plattform 500 ausführen kann, wie z.B. Übertragungsfrequenz, Netzbetrieb, Abtastfrequenz und ähnliches.
  • Ein Energieblock oder eine andere an ein elektrisches Netz gekoppelte Stromversorgung kann mit dem BMS gekoppelt werden, um die Batterie 530 zu laden. In einigen Beispielen kann der Energieblock XS30 durch einen Drahtlos-Leistungsempfänger ersetzt werden, um die Leistung drahtlos zu erhalten, z.B. durch eine Schleifenantenne in der Computerplattform 500. In diesen Beispielen kann eine Drahtlos-Batterieladeschaltung in das BMS integriert werden. Die gewählten spezifischen Ladeschaltungen können von der Größe der Batterie 530 und damit vom benötigten Strom abhängen. Das Aufladen kann unter anderem mit dem von der Airfuel Alliance veröffentlichten Airfuel-Standard, dem vom Wireless Power Consortium veröffentlichten Qi Wireless Charging Standard oder dem von der Alliance for Wireless Power veröffentlichten Rezence Charging Standard durchgeführt werden.
  • Die Benutzerschnittstellen-Schaltung 550 umfasst verschiedene Eingabe-/Ausgabe-Geräte (E/A-Geräte), die innerhalb der Plattform 500 vorhanden oder mit der Plattform 500 verbunden sind, und umfasst eine oder mehrere Benutzerschnittstellen, die die Interaktion des Benutzers mit der Plattform 500 ermöglichen sollen, und/oder Schnittstellen von Peripheriekomponenten, die die Interaktion von Peripheriekomponenten mit der Plattform 500 ermöglichen sollen. Die Benutzerschnittstellenschaltung 550 umfasst eine Eingabegeräteschaltung und eine Ausgabegeräteschaltung. Die Eingabevorrichtungsschaltung umfasst alle physischen oder virtuellen Mittel zur Annahme einer Eingabe, darunter unter anderem eine oder mehrere physische oder virtuelle Tasten (z.B. eine Rücksetztaste), eine physische Tastatur, ein Tastenfeld, eine Maus, ein Touchpad, einen Touchscreen, Mikrofone, einen Scanner, ein Headset und/oder ähnliches. Die Schaltung des Ausgabegeräts umfasst alle physischen oder virtuellen Mittel zum Anzeigen von Informationen oder zur anderweitigen Übermittlung von Informationen, wie z.B. Sensorwerte, Aktuatorposition(en) oder andere ähnliche Informationen. Die Schaltungsanordnung des Ausgabegeräts kann eine beliebige Anzahl und/oder Kombination von Audio- oder visuellen Anzeigen umfassen, einschließlich unter anderem einer oder mehrerer einfacher visueller Ausgaben/Anzeigen (z.B. binäre Statusanzeigen (z.B. Leuchtdioden (LEDs)) und mehrstellige visuelle Ausgaben oder komplexere Ausgaben wie Anzeigegeräte oder Touchscreens (z.B. Flüssigkristallanzeigen (LCD), LED-Anzeigen, Quantenpunktanzeigen, Projektoren usw.), wobei die Ausgabe von Zeichen, Grafiken, Multimedia-Objekten und dergleichen aus dem Betrieb der Plattform 500 generiert oder erzeugt wird. Die Schaltung des Ausgabegeräts kann auch Lautsprecher oder andere tonausgebende Geräte, Drucker und/oder Ähnliches enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Sensorschaltung 521 als Eingabegeräteschaltung verwendet werden (z.B. ein Bildaufnahmegerät, Bewegungsaufnahmegerät oder ähnliches) und eine oder mehrere EMVs können als Ausgabegeräteschaltung verwendet werden (z.B. ein Aktuator, um eine haptische Rückmeldung oder ähnliches zu geben). In einem anderen Beispiel kann eine NFC-Schaltung mit einem NFC-Controller, der mit einem Antennenelement und einem Verarbeitungsgerät gekoppelt ist, enthalten sein, um elektronische Tags zu lesen und/oder eine Verbindung mit einem anderen NFC-fähigen Gerät herzustellen. Zu den Schnittstellen von Peripheriekomponenten können unter anderem ein nichtflüchtiger Speicheranschluss, ein USB-Anschluss, eine Audiobuchse, eine Stromversorgungsschnittstelle usw. gehören.
  • Obwohl nicht dargestellt, können die Komponenten der Plattform 500 unter Verwendung einer geeigneten Bus- oder Interconnect-Technologie (IX) miteinander kommunizieren. Diese kann eine beliebige Anzahl von Technologien umfassen, einschließlich ISA, EISA, PCI, PCIx, PCIe, ein Time-Trigger-Protocol-System (TTP), ein FlexRay-System oder eine beliebige Anzahl anderer Technologien. Der Bus/IX kann ein proprietärer Bus/IX sein, der zum Beispiel in einem SoC-basierten System verwendet wird. Es können auch andere Bus/IX-Systeme enthalten sein, wie z. B. eine I2C-Schnittstelle, eine SPI-Schnittstelle, Punkt-zu-Punkt-Schnittstellen und ein Energiebus, um nur einige zu nennen.
  • 6 veranschaulicht Beispielkomponenten der Basisbandschaltung 610 und der Radio-Frontend-Module (RFEM) 615 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Basisbandschaltung 610 entspricht der Basisbandschaltung 410 und 510 von 4 bzw. 5. Das RFEM 615 entspricht dem RFEM 415 und 515 aus 4 bzw. 5. Wie gezeigt, können die RFEMs 615 die Hochfrequenzschaltung 606, die Front-End-Modul (FEM)-Schaltung 608 und das Antennen-Array 611 enthalten, die mindestens wie gezeigt miteinander gekoppelt sind.
  • Die Basisbandschaltung 610 enthält eine Schaltung und/oder Steuerlogik, die so konfiguriert ist, dass sie verschiedene Funk-/Netzwerkprotokoll- und Funksteuerungsfunktionen ausführt, die die Kommunikation mit einem oder mehreren Funknetzwerken über die RF-Schaltung 606 ermöglichen. Zu den Funksteuerungsfunktionen können unter anderem Signalmodulation/-demodulation, Codierung/Decodierung, Funkfrequenzverschiebung usw. gehören. In einigen Ausführungsformen kann die Modulations-/Demodulationsschaltung der Basisbandschaltung 610 Fast-Fourier-Transformation (FFT), Vorkodierung oder Konstellationsabbildungs-/Dekodierungsfunktionalität umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Kodierungs-/Dekodierungsschaltung der Basisbandschaltung 610 Faltung, Tail-Biting-Faltung, Turbo-, Viterbi- oder LDPC-Kodierungs-/Dekodierungsfunktionalität (LDPC = Low Density Parity Check) enthalten. Ausführungsformen der Modulation/Demodulation und der Kodierer/Dekodierer-Funktionalität sind nicht auf diese Beispiele beschränkt und können andere geeignete Funktionen in anderen Ausführungsformen enthalten. Die Basisbandschaltung 610 ist so konfiguriert, dass sie Basisbandsignale verarbeitet, die von einem Empfangssignalpfad der HF-Schaltung 606 empfangen werden, und dass sie Basisbandsignale für einen Sendesignalpfad der HF-Schaltung 606 erzeugt. Die Basisbandschaltung 610 ist so konfiguriert, dass sie eine Schnittstelle mit der Anwendungsschaltung 405/505 (siehe 4 und 5) zur Erzeugung und Verarbeitung der Basisbandsignale und zur Steuerung der Operationen der HF-Schaltung 606 bildet. Die Basisbandschaltung 610 kann verschiedene Funksteuerungsfunktionen übernehmen.
  • Die oben erwähnte Schaltung und/oder Steuerlogik der Basisbandschaltung 610 kann einen oder mehr Ein- oder Mehrkernprozessoren enthalten. Der eine oder die mehreren Prozessoren können z.B. einen 3G-Basisbandprozessor 604A, einen 4G/LTE-Basisbandprozessor 604B, einen 5G/NR-Basisbandprozessor 604C oder einen oder mehrere andere(n) Basisbandprozessor(en) 604D für andere bestehende, in Entwicklung befindliche oder in der Zukunft zu entwickelnde Generationen (z.B. sechste Generation (6G) usw.) enthalten. In anderen Ausführungsformen kann ein Teil oder die gesamte Funktionalität der Basisbandprozessoren 604A-D in Modulen enthalten sein, die im Speicher 604G gespeichert sind und über eine Central Processing Unit (CPU) 604E ausgeführt werden. In anderen Ausführungsformen kann ein Teil oder die gesamte Funktionalität der Basisbandprozessoren 604A-D als Hardware-Beschleuniger (z.B. FPGAs, ASICs usw.) bereitgestellt werden, die mit den entsprechenden Bitströmen oder Logikblöcken geladen werden, die in den entsprechenden Speicherzellen gespeichert sind. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Speicher 604G Programmcode eines Echtzeitbetriebssystems (RTOS) speichern, der, wenn er von der CPU 604E (oder einem anderen Basisbandprozessor) ausgeführt wird, die CPU 604E (oder einen anderen Basisbandprozessor) veranlassen soll, die Ressourcen der Basisbandschaltung 610 zu verwalten, Aufgaben zu planen usw. Beispiele für das RTOS können sein: Operating System Embedded (OSE)™, bereitgestellt von Enea®, Nucleus RTOS™, bereitgestellt von Mentor Graphics®, Versatile Real-Time Executive (VRTX), bereitgestellt von Mentor GraphicsⓇ, ThreadX™, bereitgestellt von Express Logic®, FreeRTOS, REX OS, bereitgestellt von Qualcomm®, OKL4, bereitgestellt von Open Kernel (OK) Labs®, oder jedes andere geeignete RTOS, wie die hier besprochenen. Darüber hinaus enthält die Basisbandschaltung 610 einen oder mehrere digitale Audio-Signalprozessor(en) (DSP) 604F. Der/die Audio-DSP 604F enthält/enthalten Elemente zur Komprimierung/Dekomprimierung und Echounterdrückung und kann/können weitere geeignete Verarbeitungselemente in anderen Ausführungsformen enthalten.
  • In einigen Ausführungsformen enthält jeder der Prozessoren 604A-604E entsprechende Speicherschnittstellen zum Senden/Empfangen von Daten zum/vom Speicher 604G. Die Basisbandschaltung 610 kann ferner eine oder mehrere Schnittstellen zur kommunikativen Kopplung mit anderen Schaltungen/Vorrichtungen enthalten, wie z.B. eine Schnittstelle zum Senden/Empfangen von Daten an/von einem Speicher außerhalb der Basisbandschaltung 610; eine Anwendungsschaltungsschnittstelle zum Senden/Empfangen von Daten an/von der Anwendungsschaltung 405/505 der 3-5); eine HF-Schaltungsschnittstelle zum Senden/Empfangen von Daten an/von der HF-Schaltung 606 von 6; eine Schnittstelle für drahtlose Hardware-Konnektivität zum Senden/Empfangen von Daten an/von einem oder mehreren drahtlosen Hardware-Elementen (z.B. Near Field Communication (NFC)-Komponenten, Bluetooth®/ Bluetooth® Low Energy-Komponenten, Wi-Fi®-Komponenten und/oder ähnliches); und eine Energieverwaltungsschnittstelle zum Senden/Empfangen von Strom- oder Steuersignalen zum/vom PMIC 525.
  • In alternativen Ausführungsformen (die mit den oben beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden können) umfasst die Basisbandschaltung 610 ein oder mehrere digitale Basisbandsysteme, die über ein Verbindungs-Subsystem miteinander und mit einem CPU-Subsystem, einem Audio-Subsystem und einem Schnittstellen-Subsystem gekoppelt sind. Die digitalen Basisband-Subsysteme können auch mit einer digitalen Basisband-Schnittstelle und einem Mixed-Signal-Basisband-Subsystem über ein weiteres Interconnect-Teilsystem gekoppelt sein. Jedes der Verbindungssubsysteme kann ein Bussystem, Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, Netzwerkon-Chip (NOC)-Strukturen und/oder eine andere geeignete Bus- oder Verbindungstechnologie, wie die hier behandelten, enthalten. Das Audio-Subsystem kann DSP-Schaltungen, Pufferspeicher, Programmspeicher, Sprachverarbeitungsbeschleunigungsschaltungen, Datenwandlerschaltungen wie Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandlerschaltungen, Analogschaltungen mit einem oder mehreren Verstärkern und Filtern und/oder andere ähnliche Komponenten enthalten. In einem Aspekt der vorliegenden Offenlegung kann die Basisbandschaltung 610 eine Protokollverarbeitungsschaltung mit einer oder mehreren Instanzen einer Steuerschaltung (nicht abgebildet) enthalten, um Steuerfunktionen für die digitale Basisbandschaltung und/oder Hochfrequenzschaltung (z.B. die Funk-Frontend-Module 615) bereitzustellen.
  • Obwohl in 6 nicht dargestellt, enthält die Basisband-Schaltungsanordnung 610 in einigen Ausführungsformen einzelne Verarbeitungseinrichtung(en) zum Betrieb eines oder mehr Drahtlos-Kommunikationsprotokolle (z.B. einen „Multi-Protokoll-Basisbandprozessor“ oder eine „Protokollverarbeitungs-Schaltungsanordnung“) und einzelne Verarbeitungseinrichtung(en) zur Implementierung von Funktionen der PHY-Schicht. In diesen Ausführungsformen umfassen die Funktionen der PHY-Schicht die oben erwähnten Funksteuerungsfunktionen. In diesen Ausführungsformen betreibt oder implementiert die Protokollverarbeitungsschaltung verschiedene Protokollschichten/Einheiten eines oder mehr Drahtlos-Kommunikationsprotokolle. In einem ersten Beispiel kann die Protokollverarbeitungsschaltung LTE-Protokolleinheiten und/oder 5G/NR-Protokolleinheiten betreiben, wenn die Basisbandschaltung 610 und/oder die HF-Schaltung 606 Teil der mmWave-Kommunikationsschaltung oder einer anderen geeigneten zellularen Kommunikationsschaltung sind. Im ersten Beispiel würde die Protokollverarbeitungsschaltung MAC-, RLC-, PDCP-, Service Data Adaptation Protocol (SDAP), RRC- und NAS-Funktionen ausführen. In einem zweiten Beispiel kann die Protokollverarbeitungs-Schaltungsanordnung ein oder mehr IEEE-basierte Protokolle betreiben, wenn die Basisband-Schaltungsanordnung 610 und/oder die HF-Schaltungsanordnung 606 Teil eines Wi-Fi-Kommunikationssystems sind. Im zweiten Beispiel würde die Protokollverarbeitungsschaltung Wi-Fi-MAC- und LLC-Funktionen (Logical Link Control) ausführen. Die Protokollverarbeitungsschaltung kann eine oder mehr Speicherstrukturen (z.B. 604G) zur Speicherung von Programmcode und Daten für den Betrieb der Protokollfunktionen sowie einen oder mehrere Verarbeitungskerne zur Ausführung des Programmcodes und zur Durchführung verschiedener Operationen mit den Daten enthalten. Die Basisbandschaltung 610 kann auch Funkkommunikation für mehr als ein drahtloses Protokoll unterstützen.
  • Die verschiedenen hier besprochenen Hardware-Elemente der Basisbandschaltung 610 können z.B. als Lötsubstrat mit einer oder mehreren integrierten Schaltungen (ICs), als ein auf eine Hauptleiterplatte gelöteter IC in einem einzigen Gehäuse oder als Multi-Chip-Modul mit zwei oder mehr ICs implementiert werden. In einem Beispiel können die Komponenten der Basisbandschaltung 610 in geeigneter Weise in einem einzigen Chip oder Chipsatz kombiniert oder auf einer einzigen Leiterplatte angeordnet werden. In einem anderen Beispiel können einige oder alle Komponenten der Basisbandschaltung 610 und der HF-Schaltung 606 zusammen implementiert werden, wie z.B. ein System auf einem Chip (SoC) oder ein System-in-Package (SiP). In einem anderen Beispiel können einige oder alle Komponenten der Basisbandschaltung 610 als separater SoC implementiert werden, der kommunikativ mit der HF-Schaltung 606 (oder mehreren Instanzen der HF-Schaltung 606) gekoppelt ist. In einem weiteren Beispiel können einige oder alle Komponenten der Basisbandschaltung 610 und der Applikationsschaltung 405/505 gemeinsam als einzelne SoCs auf derselben Leiterplatte (z.B. ein „Multi-Chip-Paket“) implementiert werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Basisbandschaltung 610 eine Kommunikation ermöglichen, die mit einer oder mehreren Funktechnologien kompatibel ist. Beispielsweise kann die Basisbandschaltung 610 in einigen Ausführungen die Kommunikation mit einem E-UTRAN oder einem anderen WMAN, einem WLAN, einem WPAN (Wireless Personal Area Network) unterstützen. Ausführungsformen, in denen die Basisbandschaltung 610 so konfiguriert ist, dass sie die Funkkommunikation mit mehr als einem drahtlosen Protokoll unterstützt, können als Multimode-Basisbandschaltung bezeichnet werden.
  • Die HF-Schaltung 606 kann die Kommunikation mit drahtlosen Netzwerken unter Verwendung modulierter elektromagnetischer Strahlung über ein nicht festes Medium ermöglichen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die RF-Schaltung 606 Schalter, Filter, Verstärker usw. enthalten, um die Kommunikation mit dem drahtlosen Netzwerk zu erleichtern. Die HF-Schalt ung 606 kann einen Empfangssignalpfad enthalten, der eine Schaltung zur Abwärtskonvertierung der von der FEM-Schaltung 608 empfangenen HF-Signale und zur Bereitstellung von Basisbandsignalen für die Basisbandschaltung 610 enthalten kann. Die HF-Schaltungsanordnung 606 kann auch einen Sendesignalpfad enthalten, der Schaltungen zur Aufwärtskonvertierung der von der Basisbandschaltungsanordnung 610 gelieferten Basisbandsignale und zur Bereitstellung von HF-Ausgangssignalen an die FEM-Schaltungsanordnung 608 zur Übertragung enthalten kann.
  • In einigen Ausführungsformen kann der Empfangssignalpfad der HF-Schaltung 606 die Mischerschaltung 606a, die Verstärkerschaltung 606b und die Filterschaltung 606c aufweisen. In einigen Ausführungen kann der Sendesignalpfad der HF-Schaltung 606 die Filterschaltung 606c und die Mischerschaltung 606a enthalten. Die HF-Schaltung 606 kann auch die Synthesizerschaltung 606d zum Synthetisieren einer Frequenz zur Verwendung durch die Mischerschaltung 606a des Empfangssignalpfades und des Sendesignalpfades enthalten. In einigen Ausführungsformen kann die Mischerschaltung 606a des Empfangssignalpfades so konfiguriert sein, dass sie von der FEM-Schaltung 608 empfangene HF-Signale auf der Grundlage der von der Synthesizerschaltung 606d bereitgestellten synthetisierten Frequenz abwärts konvertiert. Die Verstärkerschaltung 606b kann so konfiguriert werden, dass sie die abwärtskonvertierten Signale verstärkt, und die Filterschaltung 606c kann ein Tiefpassfilter (LPF) oder ein Bandpassfilter (BPF) sein, die so konfiguriert sind, dass sie unerwünschte Signale aus den abwärtskonvertierten Signalen entfernen, um Ausgangs-Basisbandsignale zu erzeugen. Ausgangs-Basisbandsignale können der Basisbandschaltung 610 zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden. In einigen Ausführungsformen können die Ausgangs-Basisbandsignale nullfrequente Basisbandsignale sein, obwohl dies keine Voraussetzung ist. In einigen Ausführungsformen kann die Mischerschaltung 606a des Empfangssignalweges passive Mischer enthalten, obwohl der Umfang der Ausführungsformen in dieser Hinsicht nicht begrenzt ist.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Mischerschaltung 606a des Sendesignalpfades so konfiguriert sein, dass sie Eingangs-Basisbandsignale auf der Grundlage der von der Synthesizerschaltung 606d bereitgestellten synthetisierten Frequenz aufwärts konvertiert, um HF-Ausgangssignale für die FEM-Schaltung 608 zu erzeugen. Die Basisbandsignale können von der Basisbandschaltung 610 bereitgestellt und von der Filterschaltung 606c gefiltert werden.
  • In einigen Ausführungsformen können die Mischerschaltung 606a des Empfangssignalpfades und die Mischerschaltung 606a des Sendesignalpfades zwei oder mehr Mischer enthalten und für eine Quadratur-Abwärts- bzw. Aufwärtskonvertierung angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen können die Mischerschaltung 606a des Empfangssignalpfades und die Mischerschaltung 606a des Sendesignalpfades zwei oder mehr Mischer enthalten und für eine Bildunterdrückung (z.B. Hartley-Bildunterdrückung) angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen können die Mischerschaltung 606a des Empfangssignalpfades und die Mischerschaltung 606a des Sendesignalpfades für direkte Abwärts- bzw. direkte Aufwärtskonvertierung angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen können die Mischerschaltung 606a des Empfangssignalpfades und die Mischerschaltung 606a des Sendesignalpfades für Super-Heterodyn-Betrieb konfiguriert sein.
  • In einigen Ausführungsformen können die Ausgangs-Basisbandsignale und die Eingangs-Basisbandsignale analoge Basisbandsignale sein, obwohl der Umfang der Ausführungsformen in dieser Hinsicht nicht begrenzt ist. In einigen alternativen Ausführungsformen können die Ausgangs-Basisbandsignale und die Eingangs-Basisbandsignale digitale Basisbandsignale sein. In diesen alternativen Ausführungsformen kann die HF-Schaltung 606 Analog-Digital-Wandler- (ADC) und Digital-Analog-Wandler- (DAC) Schaltungen enthalten, und die Basisbandschaltung 610 kann eine digitale Basisbandschnittstelle zur Kommunikation mit der HF-Schaltung 606 enthalten.
  • In einigen Dual-Mode-Ausführungen kann für die Verarbeitung von Signalen für jedes Spektrum eine separate Funk-IC-Schaltung vorgesehen sein, obwohl der Umfang der Ausführungen in dieser Hinsicht nicht begrenzt ist.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Synthesizerschaltung 606d ein Fractional-N-Synthesizer oder ein Fractional-N/N+1-Synthesizer sein, obwohl der Umfang der Ausführungsformen in dieser Hinsicht nicht begrenzt ist, da andere Arten von Frequenzsynthesizern geeignet sein können. Zum Beispiel kann die Synthesizerschaltung 606d ein Delta-Sigma-Synthesizer, ein Frequenzvervielfacher oder ein Synthesizer mit einer Phasenregelschleife mit einem Frequenzteiler sein.
  • Die Synthesizerschaltung 606d kann so konfiguriert sein, dass sie eine Ausgangsfrequenz zur Verwendung durch die Mischerschaltung 606a der HF-Schaltung 606 auf der Grundlage eines Frequenzeingangs und eines Teiler-Steuereingangs synthetisiert. In einigen Ausführungsformen kann die Synthesizerschaltung 606d ein gebrochener N/N+1-Synthesizer sein.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Frequenzeingabe durch einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) erfolgen, obwohl dies keine Voraussetzung ist. Der Teiler-Steuereingang kann je nach gewünschter Ausgangsfrequenz entweder von der Basisbandschaltung 610 oder von der Anwendungsschaltung 405/505 bereitgestellt werden. In einigen Ausführungsformen kann ein Teiler-Steuereingang (z.B. N) aus einer Nachschlagetabelle bestimmt werden, die auf einem von der Anwendungsschaltung 405/505 angegebenen Kanal basiert.
  • Die Synthesizerschaltung 606d der HF-Schaltung 606 kann einen Teiler, eine Verzögerungsverriegelungsschleife (DLL), einen Multiplexer und einen Phasenakkumulator enthalten. In einigen Ausführungsformen kann der Teiler ein Doppelmodul-Teiler (DMD) und der Phasenakkumulator ein digitaler Phasenakkumulator (DPA) sein. In einigen Ausführungsformen kann der DMD so konfiguriert sein, dass er das Eingangssignal entweder durch N oder durch N+1 teilt (z.B. basierend auf einer Ausführung), um ein gebrochenes Teilungsverhältnis zu erhalten. In einigen Beispielausführungen kann die DLL einen Satz von kaskadierten, abstimmbaren Verzögerungselementen, einen Phasendetektor, eine Ladungspumpe und ein D-Flip-Flop enthalten. In diesen Ausführungsformen können die Verzögerungselemente so konfiguriert werden, dass sie eine VCO-Periode in Nd gleiche Phasenpakete aufteilen, wobei Nd die Anzahl der Verzögerungselemente in der Verzögerungsleitung ist. Auf diese Weise liefert die DLL eine negative Rückkopplung, um sicherzustellen, dass die Gesamtverzögerung durch die Verzögerungsleitung ein VCO-Zyklus beträgt.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Synthesizerschaltung 606d so konfiguriert sein, dass sie eine Trägerfrequenz als Ausgangsfrequenz erzeugt, während in anderen Ausführungsformen die Ausgangsfrequenz ein Vielfaches der Trägerfrequenz sein kann (z.B. das Doppelte der Trägerfrequenz, das Vierfache der Trägerfrequenz) und in Verbindung mit einer Quadraturgenerator- und Teilerschaltung verwendet wird, um mehrere Signale auf der Trägerfrequenz mit mehreren unterschiedlichen Phasen in Bezug zueinander zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann die Ausgangsfrequenz eine LO-Frequenz (fLO) sein. In einigen Ausführungsformen kann die HF-Schaltung 606 einen IQ/Polar-Wandler enthalten.
  • Die FEM-Schaltung 608 kann einen Empfangssignalpfad enthalten, der eine Schaltung enthalten kann, die so konfiguriert ist, dass sie mit den von der Antennenanordnung 611 empfangenen HF-Signalen arbeitet, die empfangenen Signale verstärkt und die verstärkten Versionen der empfangenen Signale zur weiteren Verarbeitung an die HF-Schaltung 606 liefert. Die FEM-Schaltung 608 kann auch einen Sendesignalpfad enthalten, der eine Schaltung enthalten kann, die so konfiguriert ist, dass sie Signale zur Übertragung verstärkt, die von der HF-Schaltung 606 zur Übertragung durch ein oder mehrere Antennenelemente des Antennen-Arrays 611 bereitgestellt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Verstärkung durch die Sende- oder Empfangssignalpfade ausschließlich in der HF-Schaltung 606, ausschließlich in der FEM-Schaltung 608 oder sowohl in der HF-Schaltung 606 als auch in der FEM-Schaltung 608 erfolgen.
  • In einigen Ausführungsformen kann die FEM-Schaltung 608 einen Sende-/Empfangsschalter (TX/RX) enthalten, um zwischen Sende- und Empfangsbetrieb umzuschalten. Die FEM-Schaltung 608 kann einen Empfangssignalpfad und einen Sendesignalpfad enthalten. Der Empfangssignalpfad der FEM-Schaltung 608 kann einen LNA enthalten, um empfangene HF-Signale zu verstärken und die verstärkten empfangenen HF-Signale als Ausgang (z.B. an die HF-Schaltung 606) zu liefern. Der Sendesignalpfad der FEM-Schaltung 608 kann einen Leistungsverstärker (PA) zur Verstärkung von HF-Eingangssignalen (z.B. von der HF-Schaltung 606 bereitgestellt) und ein oder mehr Filter zur Erzeugung von HF-Signalen für die anschließende Übertragung durch ein oder mehrere Antennenelemente des Antennen-Arrays 611 enthalten.
  • Die Antennengruppe 611 enthält ein oder mehrere Antennenelemente, von denen jedes so konfiguriert ist, dass es elektrische Signale in Radiowellen umwandelt, die sich durch die Luft ausbreiten und empfangene Radiowellen in elektrische Signale umwandeln. Zum Beispiel werden digitale Basisbandsignale, die von der Basisbandschaltung 610 bereitgestellt werden, in analoge HF-Signale (z.B. modulierte Wellenform) umgewandelt, die verstärkt und über die Antennenelemente der Antennengruppe 611 einschließlich eines oder mehrerer Antennenelemente (nicht abgebildet) übertragen werden. Die Antennenelemente können omnidirektional, direktional oder eine Kombination daraus sein. Die Antennenelemente können in einer Vielzahl von Anordnungen gebildet werden, wie sie hier bekannt sind und/oder diskutiert werden. Die Antennengruppe 611 kann Mikrostreifenantennen oder gedruckte Antennen enthalten, die auf der Oberfläche einer oder mehrerer gedruckter Leiterplatten hergestellt werden. Das Antennen-Array 611 kann als ein Patch aus Metallfolie (z.B. eine Patch-Antenne) in einer Vielzahl von Formen eingeformt werden und kann mit dem HF-Schaltkreis 606 und/oder dem FEM-Schaltkreis 608 unter Verwendung von Metallübertragungsleitungen oder ähnlichem gekoppelt werden.
  • Prozessoren der Anwendungsschaltung 405/505 und Prozessoren der Basisbandschaltung 610 können zur Ausführung von Elementen einer oder mehrerer Instanzen eines Protokollstapels verwendet werden. Beispielsweise können Prozessoren der Basisbandschaltung 610 allein oder in Kombination verwendet werden, um Schicht 3-, Schicht-2- oder Schicht-1-Funktionalität auszuführen, während Prozessoren der Anwendungsschaltung 405/505 Daten (z.B. Paketdaten) verwenden können, die von diesen Schichten empfangen werden, und ferner Schicht-4-Funktionalität (z.B. TCP- und UDP-Schichten) ausführen. Wie hierin erwähnt, kann Schicht 3 eine RRC-Schicht enthalten, die weiter unten näher beschrieben wird. Wie hierin erwähnt, kann Schicht 2 eine MAC-Schicht, eine RLC-Schicht und eine PDCP-Schicht enthalten, die weiter unten näher beschrieben werden. Wie hierin erwähnt, kann Schicht 1 eine PHY-Schicht eines UE/RAN-Knotens enthalten, die im Folgenden näher beschrieben wird.
  • 7 veranschaulicht verschiedene Protokollfunktionen, die in einem Drahtlos-Kommunikationsgerät entsprechend verschiedener Ausführungsformen implementiert werden können. Insbesondere enthält 7 eine Anordnung 700, die Verbindungen zwischen verschiedenen Protokollschichten/Einheiten zeigt. Die folgende Beschreibung von 7 ist für verschiedene Protokollschichten/-einheiten vorgesehen, die in Verbindung mit den 5G/NR-Systemstandards und LTE-Systemstandards arbeiten, aber einige oder alle Aspekte von 7 können auch auf andere Drahtlos-Kommunikationsnetzwerksysteme anwendbar sein.
  • Die Protokollschichten der Anordnung 700 können eine oder mehrere der Schichten PHY 710, MAC 720, RLC 730, PDCP 740, SDAP 747, RRC 755 und NAS-Schicht 757 aufweisen, zusätzlich zu anderen Funktionen der höheren Schichten, die nicht dargestellt sind. Die Protokollschichten können einen oder mehr Dienstzugangspunkte (Service Access Points - SAPs) aufweisen (z.B. die Punkte 759, 756, 750, 749, 745, 735, 725 und 715 in 7), die die Kommunikation zwischen zwei oder mehr Protokollschichten ermöglichen.
  • Der PHY 710 kann Signale der physikalischen Schicht 705 senden und empfangen, die von einem oder mehreren anderen Kommunikationsgeräten empfangen oder an diese gesendet werden können. Die Signale der Bitübertragungsschicht 705 können einen oder mehrere physikalische Kanäle enthalten, wie die hier besprochenen. Der PHY 710 kann darüber hinaus Link-Adaptation oder adaptive Modulation und Codierung (AMC), Leistungsregelung, Zellensuche (z.B. für anfängliche Synchronisation und Handover-Zwecke) und andere Messungen durchführen, die von höheren Schichten, wie z.B. der RRC 755, verwendet werden. Der PHY 710 kann darüber hinaus noch Fehlererkennung auf den Transportkanälen, Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC)-Codierung/Decodierung der Transportkanäle, Modulation/Demodulation physikalischer Kanäle, Interleaving, Ratenanpassung, Mapping auf physikalische Kanäle und Multiple Input Multiple Output (MIMO)-Antennenverarbeitung durchführen. In Ausführungsformen kann eine Instanz von PHY 710 über einen oder mehr PHY-SAP 715 Anfragen von und Hinweise auf eine Instanz von MAC 720 verarbeiten. In einigen Ausführungsformen können über PHY-SAP 715 übermittelte Anfragen und Hinweise einen oder mehrere Transportkanäle enthalten.
  • Die Instanz(en) von MAC 720 kann (können) Anfragen von einer Instanz von RLC 730 über einen oder mehrere MAC-SAPs 725 verarbeiten und Hinweise an eine Instanz von RLC 730 liefern. Diese über den MAC-SAP 725 übermittelten Anfragen und Hinweise können einen oder mehrere logische Kanäle umfassen. Der MAC 720 kann die Zuordnung zwischen den logischen Kanälen und den Transportkanälen, das Multiplexen von MAC-Service-Dateneinheiten (SDUs) von einem oder mehreren logischen Kanälen auf Transportblöcke (TBs), die über die Transportkanäle an den PHY 710 geliefert werden, das De-Multiplexen von MAC-SDUs auf einen oder mehrere logische Kanäle von TBs, die vom PHY 710 über Transportkanäle geliefert werden, das Multiplexen von MAC-SDUs auf TBs, die zeitgesteuerte Informationsberichterstattung, die Fehlerkorrektur durch HARQ und die Priorisierung der logischen Kanäle durchführen.
  • Instanz(en) von RLC 730 kann (können) Anfragen von und Hinweise auf eine Instanz von PDCP 740 über einen oder mehrere Radio Link Control Service Access Points (RLC-SAP) 735 verarbeiten. Diese über RLC-SAP 735 übermittelten Anfragen und Hinweise können einen oder mehrere RLC-Kanäle umfassen. Das RLC 730 kann in einer Vielzahl von Betriebsarten arbeiten, darunter Transparenter Modus (TM), unbestätigter Modus (UM) und bestätigter Modus (AM). Das RLC 730 kann die Übertragung von Dateneinheiten der oberen Protokollschicht (PDUs), die Fehlerkorrektur durch automatische Wiederholungsanforderung (ARQ) für Datenübertragungen im quittierten Modus (AM) sowie die Verkettung, Segmentierung und Neuzusammenfügung von RLC-SDUs für Datenübertragungen im unquittierten Modus (UM) und im AM-Modus ausführen. Das RLC 730 kann auch eine Neusegmentierung von RLC-Daten-PDUs für AM-Datenübertragungen durchführen, RLC-Daten-PDUs für UM- und AM-Datenübertragungen neu anordnen, doppelte Daten für UM- und AM-Datenübertragungen erkennen, RLC-SDUs für UM- und AM-Datenübertragungen verwerfen, Protokollfehler für AM-Datenübertragungen erkennen und eine RLC-Wiederherstellung durchführen.
  • Instanz(en) von PDCP 740 kann (können) Anfragen von und Hinweise auf Instanz(en) von RRC 755 und/oder Instanz(en) von SDAP 747 über einen oder mehrere Paketdatenkonvergenzprotokoll-Service-Zugangspunkte (PDCP-SAP) 745 verarbeiten. Diese über PDCP-SAP 745 übermittelten Anfragen und Hinweise können einen oder mehrere Funkträger umfassen. Der PDCP 740 kann die Header-Komprimierung und - Dekomprimierung von IP-Daten ausführen, PDCP-Sequenznummern (SNs) beibehalten, die sequentielle Zustellung von PDUs der oberen Schicht bei der Wiederherstellung der unteren Schichten durchführen, Duplikate von SDUs der unteren Schicht bei der Wiederherstellung der unteren Schichten für Funkträger, die auf RLC Acknowledged Mode (RLC AM) abgebildet sind, eliminieren, Daten der Kontrollebene verschlüsseln und entschlüsseln, den Integritätsschutz und die Integritätsprüfung von Daten der Kontrollebene durchführen, die zeitgesteuerte Löschung von Daten steuern und Sicherheitsoperationen durchführen (z.B. Chiffrierung, Dechiffrierung, Integritätsschutz, Integritätsverifizierung usw.).
  • Instanz(en) von SDAP 747 kann (können) Anfragen von und Hinweise auf eine oder mehrere Protokolleinheiten höherer Schichten über eine oder mehrere SDAP-SAP 749 verarbeiten. Diese über SDAP-SAP 749 übermittelten Anforderungen und Hinweise können einen oder mehrere QoS-Flüsse umfassen. Der SDAP 747 kann QoS-Flüsse auf Data Radio Bearers (DRBs) und umgekehrt abbilden und auch QoS-Fluss Identifizierers (QoS Flow Identifier - QFI) in DL- und UL-Paketen markieren. Eine einzelne SDAP-Einheit 747 kann für eine einzelne PDU-Sitzung konfiguriert werden. In UL-Richtung kann das NG-RAN 110 die Zuordnung von QoS-Flüssen zu DRB(s) auf zwei verschiedene Arten steuern, nämlich durch reflektives Mapping oder explizites Mapping. Bei der reflektiven Abbildung kann der SDAP 747 einer UE 101 die QFIs der DL-Pakete für jeden DRB überwachen und dieselbe Abbildung für Pakete anwenden, die in UL-Richtung fließen. Für einen DRB kann der SDAP 747 von UE 101 die UL-Pakete abbilden, die zu den QoS-Flüssen gehören, die den QoS-Fluss-ID(s) und der PDU-Sitzung entsprechen, die in den DL-Paketen für diesen DRB beobachtet werden. Um eine reflektierende Abbildung zu ermöglichen, kann das NG-RAN 310 DL-Pakete über die Uu-Schnittstelle mit einer QoS-Fluss-ID kennzeichnen. Bei der expliziten Zuordnung kann die RRC 755 den SDAP 747 mit einer expliziten QoS-Fluss-zu-DRB-Zuordnungsregel konfigurieren, die gespeichert und vom SDAP 747 befolgt werden kann. In Ausführungsformen darf der SDAP 747 nur in NR-Implementierungen und nicht in LTE-Implementierungen verwendet werden.
  • Der RRC 755 kann über einen oder mehrere Management Service Access Points (M-SAP) Aspekte einer oder mehrerer Protokollschichten konfigurieren, zu denen eine oder mehrere Instanzen von PHY 710, MAC 720, RLC 730, PDCP 740 und SDAP 747 gehören können. In Ausführungsformen kann eine Instanz von RRC 755 Anfragen von und Hinweise auf eine oder mehrere NAS-Einheiten 757 über einen oder mehrere RRC-SAPs 756 verarbeiten. Zu den wichtigsten Diensten und Funktionen der RRC 755 können die Übertragung von Systeminformationen (z.B. in Master Information Blocks (MIBs) oder System Information Blocks (SIBs) in Bezug auf das NAS enthalten), die Übertragung von Systeminformationen in Bezug auf die Zugriffsschicht (AS), Paging, Aufbau, Wartung und Freigabe einer RRC-Verbindung zwischen UE 101 und RAN 110 (z.B. RRC-Verbindungs-Paging, RRC-Verbindungsaufbau, RRC-Verbindungsmodifikation und RRC-Verbindungsfreigabe), Aufbau, Konfiguration, Wartung und Freigabe von Punkt-zu-Punkt-Funkträgern, Sicherheitsfunktionen einschließlich Schlüsselmanagement, Inter-RAT-Mobilität und Messkonfiguration für UE-Messberichte. Die MIBs und System Information Blocks (SIBs) können ein oder mehrere Informationselemente (IEs) enthalten, die jeweils einzelne Datenfelder oder Datenstrukturen enthalten können.
  • Das NAS 757 kann die höchste Schicht der Kontrollebene zwischen der UE 101 und der AMF 321 bilden. Das NAS 757 kann die Mobilität der UE 101 und die Sitzungsmanagementverfahren zur Herstellung und Aufrechterhaltung der IP-Konnektivität zwischen der UE 101 und einem PDN-Gateway (P-GW) in LTE-Systemen unterstützen.
  • Entsprechend den verschiedenen Ausführungsformen können eine oder mehr Protokolleinheiten der Anordnung 700 in UEs 101, RAN-Knoten 111, AMF 321 in NR-Implementierungen oder MME 221 in LTE-Implementierungen, UPF 302 in NR-Implementierungen oder S-GW 222 und P-GW 223 in LTE-Implementierungen oder ähnliches implementiert werden, die für den Kommunikationsprotokollstapel der Steuer- oder Benutzerebene zwischen den oben genannten Geräten verwendet werden. In solchen Implementierungen können eine oder mehrere Protokolleinheiten, die in einer oder mehreren von UE 101, gNB 111, AMF 321 usw. implementiert sein können, mit einer entsprechenden Peer-Protokolleinheit kommunizieren, die in oder auf einem anderen Gerät implementiert sein kann, wobei die Dienste der entsprechenden Protokolleinheiten der unteren Schicht zur Durchführung dieser Kommunikation genutzt werden. In einigen Ausführungsformen kann eine gNB-CU des gNB 111 den RRC 755, SDAP 747 und PDCP 740 des gNB hosten, der den Betrieb einer oder mehrerer gNB-DUs steuert, und die gNB-DUs des gNB 111 können jeweils den RLC 730, MAC 720 und PHY 710 des gNB 111 hosten.
  • In einem ersten Beispiel kann ein Protokoll-Stapel der Steuerungsebene in der Reihenfolge von der höchsten zur niedrigsten Schicht NAS 757, RRC 755, PDCP 740, RLC 730, MAC 720 und PHY 710 enthalten. In diesem Beispiel können die oberen Schichten 760 auf dem NAS 757 aufgebaut werden, der eine IP-Schicht 761, einen SCTP 762 und ein Anwendungsschicht-Signalisierungsprotokoll (Application Layer Signaling Protocol - AP) 763 umfasst.
  • In NR-Implementierungen kann der AP 763 eine NG-Anwendungsprotokollschicht (NGAP oder NG-AP) 763 für die NG-Schnittstelle 113 sein, die zwischen dem NG-RAN-Knoten 111 und dem AMF 321 definiert ist, oder der AP 763 kann eine Xn-Anwendungsprotokollschicht (XnAP oder Xn-AP) 763 für die Xn-Schnittstelle 112 sein, die zwischen zwei oder mehr RAN-Knoten 111 definiert ist.
  • Das NG-AP 763 kann die Funktionen der NG-Schnittstelle 113 unterstützen und kann Elementary Procedures (EPs) enthalten. Ein NG-AP EP kann eine Interaktionseinheit zwischen dem NG-RAN-Knoten 111 und dem AMF 321 sein. Die NG-AP 763-Dienste können zwei Gruppen umfassen: UE-assoziierte Dienste (z.B. Dienste im Zusammenhang mit einem UE 101) und nicht-UE-assoziierte Dienste (z.B. Dienste im Zusammenhang mit der gesamten NG-Schnittstelleninstanz zwischen dem NG-RAN-Knoten 111 und dem AMF 321). Diese Dienste können Funktionen umfassen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf eine Paging-Funktion für das Senden von Paging-Anforderungen an NG-RAN-Knoten 111, die an einem bestimmten Paging-Bereich beteiligt sind; eine UE-Kontext-Management-Funktion, die es der AMF 321 ermöglicht, einen UE-Kontext in der AMF 321 und dem NG-RAN-Knoten 111 einzurichten, zu modifizieren und/oder freizugeben; eine Mobilitätsfunktion für UEs 101 im ECM-CONNECTED-Modus für Intra-System-HOs zur Unterstützung der Mobilität innerhalb des NG-RAN und Inter-System-HOs zur Unterstützung der Mobilität von/zu Evolved Packet Systems (EPS); eine NAS-Signaltransportfunktion zum Transport oder zur Umleitung von NAS-Nachrichten zwischen UE 101 und AMF 321; eine NAS-Knotenauswahlfunktion zur Bestimmung einer Verbindung zwischen der AMF 321 und der UE 101; NG-Schnittstellenmanagementfunktion(en) zur Einrichtung der NG-Schnittstelle und Überwachung auf Fehler über die NG-Schnittstelle; eine Warnmeldungsübertragungsfunktion zur Bereitstellung von Mitteln zur Übertragung von Warnmeldungen über die NG-Schnittstelle oder zum Abbrechen der laufenden Übertragung von Warnmeldungen; eine Konfigurationsübertragungsfunktion zur Anforderung und Übertragung von RAN-Konfigurationsinformationen (e. g., SON-Informationen, Daten zur Performanzmessung (PM) usw.) zwischen zwei RAN-Knoten 111 über CN 120; und/oder andere ähnliche Funktionen.
  • Der XnAP 763 kann die Funktionen der Xn-Schnittstelle 112 unterstützen und kann XnAP-Basismobilitätsprozeduren und globale XnAP-Prozeduren enthalten. Die XnAP-Basismobilitätsprozeduren können Prozeduren enthalten, die für die Handhabung der UE-Mobilität innerhalb des NG RAN 111 (oder E-UTRAN 210) verwendet werden, wie z.B. Übergabevorbereitungs- und Stornierungsprozeduren, Statusübertragungsprozeduren für sekundäre Knoten (SN), UE-Kontextabruf- und UE-Kontextfreigabeprozeduren, RAN-Paging-Prozeduren, Prozeduren für doppelte Konnektivität und ähnliches. Zu den globalen XnAP-Prozeduren können Prozeduren gehören, die sich nicht auf einen bestimmten UE 101 beziehen, wie z.B. Xn-Schnittstellen-Einrichtungs- und Rücksetzprozeduren, NG-RAN-Aktualisierungsprozeduren, Zellaktivierungsprozeduren und ähnliches.
  • In LTE-Implementierungen kann der AP 763 eine S1 - Anwendungsprotokollschicht (S1-AP) 763 für die S1-Schnittstelle 113 sein, die zwischen einem E-UTRAN-Knoten 111 und einer MME definiert ist, oder der AP 763 kann eine X2-Anwendungsprotokollschicht (X2AP oder X2-AP) 763 für die X2-Schnittstelle 112 sein, die zwischen zwei oder mehr E-UTRAN-Knoten 111 definiert ist.
  • Die S1-Anwendungsprotokollschicht (S1-AP) 763 kann die Funktionen der S1-Schnittstelle unterstützen, und ähnlich wie das zuvor besprochene NG-AP kann das S1-AP S1-AP EPs enthalten. Ein S1-AP EP kann eine Einheit der Interaktion zwischen dem E-UTRAN-Knoten 111 und einem MME 221 innerhalb eines LTE CN 120 sein. Die S1-AP 763-Dienste können zwei Gruppen umfassen: UE-assoziierte Dienste und nicht-UE-assoziierte Dienste. Diese Dienste erfüllen unter anderem folgende Funktionen E-UTRAN Radio Access Bearer (E-RAB) Management, UE-Fähigkeitsanzeige, Mobilität, NAS-Signalübertragung, RAN Information Management (RIM) und Konfigurationsübertragung.
  • Der X2AP 763 kann die Funktionen der X2-Schnittstelle 112 unterstützen und kann grundlegende X2AP-Mobilitätsverfahren und globale X2AP-Verfahren enthalten. Die X2AP-Basismobilitätsprozeduren können Prozeduren enthalten, die zur Handhabung der UE-Mobilität innerhalb des E-UTRAN 120 verwendet werden, wie z.B. Übergabevorbereitungs- und Stomierungsprozeduren, SN-Statusübertragungsprozeduren, UE-Kontextabruf- und UE-Kontextfreigabeprozeduren, RAN-Paging-Prozeduren, Prozeduren im Zusammenhang mit doppelter Konnektivität und ähnliches. Die globalen X2AP-Prozeduren können auch Prozeduren umfassen, die sich nicht auf eine bestimmte UE 101 beziehen, wie z.B. X2-Schnittstellen-Einrichtungs- und Rückstellprozeduren, Lastanzeigeprozeduren, Fehleranzeigeprozeduren, Zellenaktivierungsprozeduren und ähnliches.
  • Die SCTP-Schicht (alternativ als SCTP/IP-Schicht bezeichnet) 762 kann die garantierte Zustellung von Nachrichten der Anwendungsschicht (z.B. NGAP- oder XnAP-Nachrichten in NR-Implementierungen oder S1-AP- oder X2AP-Nachrichten in LTE-Implementierungen) gewährleisten. Die SCTP 762 kann die zuverlässige Zustellung von Signalisierungsnachrichten zwischen dem RAN-Knoten 111 und der AMF 321/MME 221 gewährleisten, die zum Teil auf dem IP-Protokoll basieren, das von der IP 761 unterstützt wird. Die Internet-Protokollschicht (IP) 761 kann zur Durchführung der Paketadressierung und Routing-Funktionalität verwendet werden. In einigen Implementierungen kann die IP-Schicht 761 Punkt-zu-Punkt-Übertragung für die Zustellung und Übertragung von PDUs verwendet werden. In dieser Hinsicht kann der RAN-Knoten 111 Kommunikationsverbindungen der Schicht 2 (Datenverbindungsschicht oder L2) und der Schicht 1 (physikalische Schicht oder L1-Schicht) mit der MME/AMF (z.B. drahtgebunden oder drahtlos) enthalten, um Informationen auszutauschen.
  • In einem zweiten Beispiel kann ein Protokollstapel der Benutzerebene in der Reihenfolge von der höchsten Schicht zur niedrigsten Schicht SDAP 747, PDCP 740, RLC 730, MAC 720 und PHY 710 enthalten. Der Protokollstapel der Benutzerebene kann für die Kommunikation zwischen dem UE 101, dem RAN-Knoten 111 und UPF 302 in NR-Implementierungen oder einem S-GW 222 und P-GW 223 in LTE-Implementierungen verwendet werden. In diesem Beispiel können die oberen Schichten 751 auf dem SDAP 747 aufgebaut werden und eine UDP- und IP-Sicherheitsschicht (UDP/IP) 752, ein General Packet Radio Service (GPRS) Tunneling Protocol für die Benutzerebenenschicht (GTP-U) 753 und eine Benutzerebenen-PDU-Schicht (UP PDU) 763 enthalten.
  • Die Transportnetzwerkschicht 754 (auch als „Transportschicht“ bezeichnet) kann auf IP-Transport aufgebaut sein, und das GTP-U 753 kann auf der UDP/IP-Schicht 752 (einschließlich einer UDP-Schicht und einer IP-Schicht) verwendet werden, um User Plane PDUs (UP-PDUs) zu transportieren. Die IP-Schicht (auch als „Internet-Schicht“ bezeichnet) kann zur Durchführung der Paketadressierung und Routing-Funktionalität verwendet werden. Die IP-Schicht kann den Benutzerdatenpaketen IP-Adressen zuweisen, zum Beispiel in den Formaten Internet Protocol Version 4 (IPv4), Internet Protocol Version 6 (IPv6) oder Point-to-Point Protocol (PPP).
  • Das GTP-U 753 kann für die Übertragung von Benutzerdaten innerhalb des GPRS-Kernnetzwerkes und zwischen dem Funkzugangsnetzwerk und dem Kernnetzwerk verwendet werden. Bei den transportierten Benutzerdaten kann es sich z.B. um Pakete in einem der Formate IPv4, IPv6 oder PPP handeln. UDP/IP 752 kann Prüfsummen für die Datenintegrität, Port-Nummern für die Adressierung verschiedener Funktionen an der Quelle und am Ziel sowie Verschlüsselung und Authentifizierung für die ausgewählten Datenströme bereitstellen. Der RAN-Knoten 111 und das S-GW 222 können eine S1-U-Schnittstelle verwenden, um Daten der Benutzerebene über einen Protokollstapel mit einer L1-Schicht (z.B. PHY 710), einer L2-Schicht (z.B. MAC 720, RLC 730, PDCP 740 und/oder SDAP 747), der UDP/IP-Schicht 752 und dem GTP-U 753 auszutauschen. Das S-GW 222 und das P-GW 223 können eine S5/S8a-Schnittstelle verwenden, um Daten der Benutzerebene über einen Protokollstapel mit einer LI-Schicht, einer L2-Schicht, der UDP/IP-Schicht 752 und dem GTP-U 753 auszutauschen. Wie bereits erwähnt, können NAS-Protokolle die Mobilität der UE 101 und die Sitzungsmanagementverfahren unterstützen, um IP-Konnektivität zwischen der UE 101 und dem P-GW 223 herzustellen und aufrechtzuerhalten.
  • Darüber hinaus kann, obwohl in 7 nicht dargestellt, eine Anwendungsschicht über dem AP 763 und/oder der Transportnetzschicht 754 vorhanden sein. Bei der Anwendungsschicht kann es sich um eine Schicht handeln, in der ein Benutzer der UE 101, des RAN-Knotens 111 oder eines anderen Netzelements mit Softwareanwendungen interagiert, die z.B. von der Anwendungsschaltung 405 bzw. der Anwendungsschaltung 505 ausgeführt werden. Die Anwendungsschicht kann auch eine oder mehrere Schnittstellen für Softwareanwendungen zur Interaktion mit Kommunikationssystemen des UE 101- oder RAN-Knotens 111 bereitstellen, wie z.B. die Basisbandschaltung 610. In einigen Implementierungen kann die IP-Schicht und/oder die Anwendungsschicht die gleiche oder ähnliche Funktionalität wie die Schichten 5-7 oder Teile davon des OSI-Modells (Open Systems Interconnection) bieten (z.B. OSI-Schicht 7 - die Anwendungsschicht, OSI-Schicht 6 - die Darstellungsschicht und OSI-Schicht 5 - die Sitzungsschicht).
  • 8 veranschaulicht Komponenten eines Kernnetzwerkes gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Komponenten des CN 220 können in einem physikalischen Knoten oder in getrennten physikalischen Knoten implementiert sein, einschließlich Komponenten zum Lesen und Ausführen von Befehlen von einem maschinenlesbaren oder computerlesbaren Medium (z.B. einem nicht-transitorischen maschinenlesbaren Speichermedium). In Ausführungsformen können die Komponenten des CN 320 in gleicher oder ähnlicher Weise implementiert werden, wie hier in Bezug auf die Komponenten des CN 220 diskutiert. In einigen Ausführungsformen wird NFV verwendet, um einige oder alle der oben beschriebenen Netzwerkknotenfunktionen über ausführbare Anweisungen zu virtualisieren, die in einem oder mehreren computerlesbaren Speichermedien gespeichert sind (weiter unten ausführlicher beschrieben). Eine logische Instanziierung des CN 220 kann als Netzwerk-Slice 801 bezeichnet werden, und einzelne logische Instanziierungen des CN 220 können spezifische Netzwerkfähigkeiten und Netzwerkeigenschaften bereitstellen. Eine logische Instanziierung eines Teils des CN 220 kann als Netzwerk-Sub-Slice 802 bezeichnet werden (z.B. wird gezeigt, dass die Netzwerk-Sub-Slice 802 das P-GW 223 und das PCRF 226 enthält).
  • Wie hier verwendet, können sich die Begriffe „instanziieren“, „instanziieren“ und dergleichen auf die Erzeugung einer Instanz beziehen, und eine „Instanz“ kann sich auf ein konkretes Auftreten eines Objekts beziehen, das z.B. während der Ausführung von Programmcode auftreten kann. Eine Netzwerkinstanz kann sich auf Informationen zur Identifizierung einer Domäne beziehen, die für die Erkennung und Weiterleitung von Verkehr im Falle verschiedener IP-Domänen oder sich überschneidender IP-Adressen verwendet werden kann. Eine Netzwerk-Slice-Instanz kann sich auf einen Satz von Netzwerkfunktions-Instanzen (NF-Instanzen) und die Ressourcen (z. B. Rechen-, Speicher- und Netzwerkressourcen) beziehen, die für die Bereitstellung der Netzwerk-Slice erforderlich sind.
  • Im Hinblick auf 5G-Systeme (siehe z.B. 3) enthält eine Netzwerk-Slice immer einen RAN-Teil und einen CN-Teil. Die Unterstützung von Netzwerk-Slicing beruht auf dem Prinzip, dass der Verkehr für verschiedene Slices von verschiedenen PDU-Sitzungen abgewickelt wird. Das Netzwerk kann die verschiedenen Netzwerk-Slices durch Zeitplanung und auch durch die Bereitstellung verschiedener L1/L2-Konfigurationen realisieren. Das UE 301 bietet in einer entsprechenden RRC-Nachricht Hilfestellung bei der Auswahl der Netzwerk-Slices, sofern diese von einem NAS bereitgestellt wurde. Während das Netzwerk eine große Anzahl von Slices unterstützen kann, muss die UE nicht mehr als 8 Slices gleichzeitig unterstützen.
  • Ein Netzwerk-Slice kann die NFs der CN 320-Steuerebene und der Benutzerebene, NG-RANs 310 in einem bedienenden PLMN und N3IWF-Funktionen im bedienenden PLMN umfassen. Einzelne Netzwerk-Slices können unterschiedliche S-NSSAI und/oder unterschiedliche Slice/Service Types (SSTs) haben. Network Slice Selection Assistance Information (NSSAI) umfasst eine oder mehr Single NSSAI (S-NSSAI), und jede Netzwerk-Slice wird durch eine S-NSSAI eindeutig identifiziert. Netzwerk-Slices können sich in Bezug auf unterstützte Merkmale und Optimierungen von Netzwerkfunktionen unterscheiden, und/oder mehrere Netzwerk-Slice-Instanzen können denselben Dienst/dieselbe Funktionalität bereitstellen, jedoch für verschiedene Gruppen von UEs 301 (z. B. Unternehmensbenutzer). Beispielsweise können einzelne Netzwerk-Slices verschiedene zugesicherte Dienste liefern und/oder für einen bestimmten Kunden oder ein bestimmtes Unternehmen bestimmt sein. In diesem Beispiel kann jede Netzwerkscheibe unterschiedliche S-NSSAIs mit demselben SST, aber mit unterschiedlichen Slice-Unterscheidungsmerkmalen haben. Zusätzlich kann ein einzelnes UE mit einer oder mehreren Netzwerk-Slice-Instanzen gleichzeitig über einen 5G AN bedient werden und mit acht verschiedenen S-NSSAIs assoziiert sein. Darüber hinaus kann eine AMF 321-Instanz, die eine einzelne UE 301 bedient, zu jeder der Netzwerk-Slice-Instanzen gehören, die diese UE bedienen.
  • Das Netzwerk-Slicing im NG-RAN 310 beinhaltet eine RAN-Slice-Awareness. Die RAN-Slice-Awareness umfasst eine differenzierte Behandlung des Verkehrs für verschiedene Netzwerk-Slices, die vorkonfiguriert wurden. Die Slice-Awareness im NG-RAN 310 wird auf der PDU-Sitzungsebene eingeführt, indem der S-NSSAI, der einer PDU-Sitzung entspricht, in allen Signalisierungen, die PDU-Sitzungs-Ressourceninformationen enthalten, angegeben wird. Wie das NG-RAN 310 die Slice-Freigabe in Bezug auf NG-RAN-Funktionen unterstützt (z. B. der Satz von Netzwerkfunktionen, der jede Slice umfasst), ist implementierungsabhängig. Das NG-RAN 310 wählt den RAN-Teil der Netzwerk-Slice anhand der von dem UE 301 oder dem 5GC 320 bereitgestellten Hilfsinformationen aus, die eine oder mehr der vorkonfigurierten Netzwerk-Slices im PLMN eindeutig identifizieren. Das NG-RAN 310 unterstützt auch das Ressourcenmanagement und die Durchsetzung von Richtlinien zwischen den Slices gemäß SLAs. Ein einzelner NG-RAN-Knoten kann mehrere Slices unterstützen, und das NG-RAN 310 kann auch eine geeignete RRM-Richtlinie (Radio Resource Management) für das SLA auf jede unterstützte Slice anwenden. Das NG-RAN 310 kann auch eine QoS-Differenzierung innerhalb einer Slice unterstützen.
  • Das NG-RAN 310 kann auch die UE-Unterstützungsinformationen für die Auswahl einer AMF 321 während einer anfänglichen Verbindung verwenden, falls verfügbar. Das NG-RAN 310 verwendet die Unterstützungsinformationen für die Weiterleitung des anfänglichen NAS an eine AMF 321. Wenn das NG-RAN 310 nicht in der Lage ist, anhand der Unterstützungsinformationen eine AMF 321 auszuwählen, oder das UE 301 keine derartigen Informationen bereitstellt, sendet das NG-RAN 310 die NAS-Signalisierung an eine Standard-AMF 321, die aus einem Pool von AMF 321 stammen kann. Für nachfolgende Zugriffe liefert das UE 301 eine temporäre Kennung, die dem UE 301 vom 5GC 320 zugewiesen wird, damit das NG-RAN 310 die NAS-Nachricht an die entsprechende AMF 321 weiterleiten kann, solange die temporäre Kennung (ID) gültig ist. Das NG-RAN 310 kennt die AMF 321, die mit der temporären Kennung (ID) verbunden ist, und kann diese erreichen. Andernfalls gilt das Verfahren für das erste Verbinden.
  • Das NG-RAN 310 unterstützt die Ressourcen-Isolation zwischen Slices. Die Ressourcenisolierung von NG-RAN 310 kann mit Hilfe von RRM-Richtlinien und Schutzmechanismen erreicht werden, die diesen Mangel an gemeinsam genutzten Ressourcen vermeiden sollen, wenn eine Slice die Service-Level-Vereinbarung für eine andere Slice bricht. In einigen Implementierungen ist es möglich, NG-RAN 310-Ressourcen vollständig einer bestimmten Slice zu widmen. Wie NG-RAN 310 die Ressourcenisolierung unterstützt, hängt von der Implementierung ab.
  • Einige Slices sind möglicherweise nur in einem Teil des Netzwerks verfügbar. Wenn im NG-RAN 310 die in den Zellen seiner Nachbarn unterstützten Slices bekannt sind, kann dies für die Inter-Frequenz-Mobilität im verbundenen Modus von Vorteil sein. Die Verfügbarkeit der Slices darf sich innerhalb des Registrierungsbereichs des UE nicht ändern. Das NG-RAN 310 und das 5GC 320 sind für die Bearbeitung einer Dienstanforderung für eine Slice verantwortlich, das in einem bestimmten Gebiet verfügbar sein kann oder auch nicht. Die Zulassung oder Ablehnung des Zugriffs auf eine Slice kann von Faktoren wie Unterstützung für die Slice, Verfügbarkeit von Ressourcen, Unterstützung des angeforderten Dienstes durch NG-RAN 310 abhängen.
  • Das UE 301 kann mit mehreren Netzwerk-Slices gleichzeitig assoziiert sein. Wenn das UE 301 mit mehreren Slices gleichzeitig assoziiert ist, wird nur eine Signalverbindung aufrechterhalten, und für die Intra-Frequenz-Zellwiederauswahl versucht das UE 301, die beste Zelle anzusteuern. Für die Interfrequenz-Zellwiederauswahl können dedizierte Prioritäten verwendet werden, um die Frequenz zu steuern, auf der die UE 301 campiert. Der 5GC 320 soll validieren, dass die UE 301 die Rechte für den Zugriff auf eine Netzwerk-Slice hat. Vor dem Empfang einer ersten Context Setup Request-Meldung kann dem NG-RAN 310 die Anwendung einiger provisorischer/lokaler Richtlinien gestattet werden, die auf der Kenntnis einer bestimmten Slice basieren, auf die die UE 301 zugreifen möchte. Während der anfänglichen Kontexteinrichtung wird das NG-RAN 310 über die Slice informiert, für die Ressourcen angefordert werden.
  • NFV-Architekturen und -Infrastrukturen können verwendet werden, um eine oder mehrere NFs, alternativ durchgeführt von proprietärer Hardware, auf physische Ressourcen zu virtualisieren, einschließlich einer Kombination von Industriestandard-Server-Hardware, Speicher-Hardware oder Switches. Mit anderen Worten: NFV-Systeme können zur Ausführung virtueller oder rekonfigurierbarer Implementierungen einer oder mehrerer EPC-Komponenten/Funktionen verwendet werden.
  • 9 ist ein Blockdiagramm, das nach einigen Beispielausführungen Komponenten eines Systems 900 zur Unterstützung von NFV illustriert. Das System 900 umfasst einen virtualisierten Infrastruktur-Manager (Virtualized Infrastructure Manager - VIM) 902, einen NFVI 904, einen VNF Manager (VNFM) 906, VNFs 908, einen Element Manager (EM) 910, einen NFV Orchestrator (NFVO) 912 und einen Netzwerk-Manager (NM) 914.
  • Das VIM 902 verwaltet die Ressourcen des NFVI 904. Das NFVI 904 kann physische oder virtuelle Ressourcen und Anwendungen (einschließlich Hypervisor) enthalten, die zur Ausführung des Systems 900 verwendet werden. Das VIM 902 kann den Lebenszyklus virtueller Ressourcen mit dem NFVI 904 verwalten (z. B. Erstellung, Wartung und Abbau virtueller Maschinen (VMs), die einer oder mehreren physischen Ressourcen zugeordnet sind), VM-Instanzen verfolgen, Leistung, Fehler und Sicherheit von VM-Instanzen und zugehörigen physischen Ressourcen verfolgen und VM-Instanzen und zugehörige physische Ressourcen anderen Verwaltungssystemen aussetzen.
  • Die VNFM 906 kann die VNFs 908 verwalten. Die VNFs 908 können zur Ausführung von EPC-Komponenten/Funktionen verwendet werden. Die VNFM 906 kann den Lebenszyklus der VNFs 908 verwalten und Leistung, Fehler und Sicherheit der virtuellen Aspekte der VNFs 908 verfolgen. Das EM 910 kann die Leistung, den Fehler und die Sicherheit der funktionalen Aspekte der VNFs 908 verfolgen. Die Trackingdaten aus dem VNFM 906 und dem EM 910 können z.B. PM-Daten enthalten, die vom VIM 902 oder vom NFVI 904 verwendet werden. Sowohl das VNFM 906 als auch das EM 910 können die Menge der VNFs des Systems 900 nach oben oder unten skalieren.
  • Das NFVO 912 kann Ressourcen des NFVI 904 koordinieren, autorisieren, freigeben und einsetzen, um die angeforderte Leistung zu erbringen (z.B. um eine EPC-Funktion, -Komponente oder -Scheibe auszuführen). Das NM 914 kann ein Paket von Endnutzerfunktionen mit der Verantwortung für das Management eines Netzwerks bereitstellen, das Netzwerkelemente mit VNFs, nicht-virtualisierte Netzwerkfunktionen oder beides umfassen kann (das Management der VNFs kann über das EM 910 erfolgen).
  • 10 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten veranschaulicht, die nach einigen Beispielausführungen in der Lage sind, Anweisungen von einem maschinenlesbaren oder computerlesbaren Medium (z.B. einem nichtflüchtigen maschinenlesbaren Speichermedium) zu lesen und eine oder mehrere der hier besprochenen Methoden auszuführen. Konkret zeigt 10 eine schematische Darstellung der Hardwareressourcen 1000 einschließlich eines oder mehr Prozessoren (oder Prozessorkerne) 1010, eines oder mehr Speicher/Speichereinheiten 1020 und einer oder mehr Kommunikationsressourcen 1030, die jeweils über einen Bus 1040 kommunikativ gekoppelt sein können. Für Verkörperungen, bei denen Knotenvirtualisierung (z.B. NFV) verwendet wird, kann ein Hypervisor 1002 ausgeführt werden, um eine Ausführungsumgebung für eine oder mehrere Netzwerk-Slices/Sub-Slices bereitzustellen, um die Hardwareressourcen 1000 zu nutzen
  • Die Prozessoren 1010 können z.B. einen Prozessor 1012 und einen Prozessor 1014 aufweisen. Der Prozessor/die Prozessoren 1010 kann/können beispielsweise eine Zentraleinheit (CPU), ein RISC-Prozessor (RISC = Reduced Instruction Set Computing), ein CISC-Prozessor (CISC = Complex Instruction Set Computing), eine Graphikverarbeitungseinheit (GPU = Graphics Processing Unit), ein DSP wie ein Basisbandprozessor, ein ASIC, ein FPGA, eine integrierte Hochfrequenzschaltung (RFIC = Radio Frequency Integrated Circuit), ein anderer Prozessor (einschließlich der hier besprochenen) oder eine geeignete Kombination davon sein.
  • Die Speicher/Speichereinheiten 1020 können Hauptspeicher, Plattenspeicher oder jede geeignete Kombination davon aufweisen. Der Speicher/Speicherbaustein 1020 kann unter anderem jede Art von flüchtigem oder nichtflüchtigem Speicher wie dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM), statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SRAM), löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EPROM), elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EEPROM), Flash-Speicher, Festkörperspeicher usw. aufweisen.
  • Die Kommunikationsressourcen 1030 können Verbindungs- oder Netzschnittstellenkomponenten oder andere geeignete Vorrichtungen zur Kommunikation mit einem oder mehreren Peripheriegeräten 1004 oder einer oder mehreren Datenbanken 1006 über ein Netz 1008 umfassen. Beispielsweise können die Kommunikationsressourcen 1030 drahtgebundene Kommunikationskomponenten (z.B. zur Kopplung über USB), zellulare Kommunikationskomponenten, NFC-Komponenten, Bluetooth® (oder Bluetooth® Low Energy)-Komponenten, Wi-Fi®-Komponenten und andere Kommunikationskomponenten aufweisen.
  • Die Anweisung 1050 kann Software, ein Programm, eine Anwendung, ein Applet, eine Applikation oder anderen ausführbaren Code enthalten, der mindestens einen der Prozessoren 1010 dazu veranlasst, eine oder mehr der hier besprochenen Verfahren auszuführen. Die Anweisungen 1050 können sich ganz oder teilweise in mindestens einem der Prozessoren 1010 (z.B. im Cache-Speicher des Prozessors), im Speicher/Speicherbaustein 1020 oder in einer geeigneten Kombination davon befinden. Darüber hinaus kann jeder Teil der Instruktionen 1050 von jeder beliebigen Kombination der Peripheriegeräte 1004 oder der Datenbanken 1006 auf die Hardware-Ressourcen 1000 übertragen werden. Dementsprechend sind der Speicher der Prozessoren 1010, die Speicher/Speichereinheiten 1020, die Peripheriegeräte 1004 und die Datenbanken 1006 Beispiele für computerlesbare und maschinenlesbare Medien.
  • Optimierung der Lastverteilung
  • Es gibt zwei Möglichkeiten zur Implementierung von LBO, wie in 11 dargestellt, wobei die verteilte LBO-Funktion 1140 in einem Next Generation NodeB (gNB) untergebracht sein kann und von der LBO-Managementfunktion 1120 im Operations, Administration, and Management (OAM) 1110a verwaltet wird, während die zentralisierte LBO-Funktion 1130 im OAM 1110b untergebracht sein kann.
  • In einigen Ausführungsformen können das/die elektronische(n) Gerät(e), das/die Netzwerk(e), das/die System(e), der/die Chip(s) oder die Komponente(n) oder Teile oder Implementierungen davon von 1-10 oder einer anderen Figur hierin konfiguriert sein, um einen oder mehrere Prozesse, Techniken oder Methoden, wie hierin beschrieben, oder Teile davon durchzuführen. Ein solcher Prozess ist in 12 dargestellt. Zum Beispiel kann der Prozess bei 1201 die Analyse von lastbezogenen Informationen für eine Vielzahl benachbarter Zellen umfassen. Der Prozess umfasst ferner, bei 1202, die Durchführung einer Lastverteilungsoperation auf der Grundlage der Analyse der belastungsbezogenen Informationen, die eine Optimierung der Zellenneuwahl oder eine Optimierung der Übergabeparameter und Aktionen umfasst. Der Prozess umfasst ferner bei 1303 die Erzeugung einer Benachrichtigung, die anzeigt, dass sich die Parameter für die Neuauswahl oder die Übergabe geändert haben, oder die anzeigt, dass eine Aktualisierung der virtualisierten Ressourcen erforderlich ist.
  • Ein weiterer solcher Prozess ist in 13 dargestellt. In diesem Beispiel umfasst der Prozess bei 1301 das Sammeln von Messungen der Ladeleistung. Der Prozess umfasst ferner bei 1302 die Optimierung einer Verkehrslastverteilung zwischen benachbarten Zellen auf der Grundlage der Lastperformanzmessungen, wobei die Optimierung der Verkehrslastverteilung die Änderung eines Übergabeparameters oder eines Neuauswahlparameters umfasst.
  • Verwaltung der verteilten LBO (D-LBO)
  • In Ausführungsformen für verteiltes LBO (D-LBO) verbraucht eine D-LOBO-Verwaltungsfunktion den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der Operation modifyMOIAttributes, um die Richtlinie (z.B. Schwellenwert, Ziel) der D-LBO-Funktion zu konfigurieren. (Die modifyMOIAttriutes-Operation wird weiter unten ausführlicher beschrieben). Darüber hinaus verbraucht die D-LBO-Verwaltungsfunktion den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der Operation modifyMOIAttributes, um die D-LBO-Funktion zu aktivieren.
  • In Ausführungsformen analysiert die D-LBO-Funktion die lastbezogenen Informationen zur Durchführung der Lastverteilung durch Optimierung von Zellwiederauswahl-/Übergabeparametern und Handover-Aktionen (z.B. Ausladen von UEs in benachbarte Zellen) und kann den Hersteller des Managementdienstes für die NF-Bereitstellung darüber informieren, dass er eine BenachrichtigungMOIAttributeValueChanges senden muss, um die D-LBO-Verwaltungsfunktion darüber zu informieren, dass die Wiederauswahl-/Übergabeparameter geändert wurden und/oder die Aktualisierung virtualisierter Ressourcen erforderlich ist.
  • Die D-LBO-Verwaltungsfunktion fordert das NFVO auf, die virtualisierten Ressourcen zu aktualisieren. Die D-LBO-Management-Funktion sammelt ferner die Performanzmessungen (z.B. die Anzahl der RRC-Verbindungsaufbau/-auslösung, anormale Auslösung, Handover-Ausfälle, Anrufabbrüche, usw...), um die D-LBO-Leistung zu bewerten.
  • Die technische Spezifikation (TS) 3GG TS 32.522 oder „TS 32.522“, alternativ „3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Telecommunication Management; Self-Organizing Networks (SON) Policy Network Resource Model (NRM) Integration Reference Point (IRP);Information Service (IS)“ bietet eine Tabelle mit Performanzmessungen:
    Name der Performanzmessung Beschreibung Vervandte Ziele
    Die Anzahl der fehlgeschlagenen RRC-Verbindungseinrichtungen bezogen auf Last Siehe 3GPP TS 32.425 [8] Fehlgeschlagene RRC-Verbindungseinrichtungen RRC-Verbindungseinrichtungen-Ausfallrate bezogen auf Last
    Die Gesamtzahl der versuchten RRC-Verbindungseinrichtungen Siehe 3GPP TS 32.425 [8] Versuchte RRC-Verbindungsherstellung RRC-Verbindungsaufbau-Ausfallrate bezogen auf Last
    Die Anzahl der E-RAB-Einrichtungsfehler bezogen auf Last Siehe 3GPP TS 32.425 [8] Anzahl der ursprünglichen SAE-Träger, die nicht eingerichtet werden konnten E-RAB-Einrichtungsausfallrate bezogen auf Last
    Die Gesamtzahl der versuchten E-RAB-Einrichtungen Siehe 3GPP TS 32.425 [8] Anzahl der anfänglichen SAE-Träger, bei denen versucht wurde, sie aufzubauen E-RAB-Einrichtungsausfallrate bezogen auf Last
    Die Anzahl der anormalen RRC-Verbindungsfreigabe in Bezug auf Last Anzahl der von eNodeB initiierten UE CONTEXT-Freigabeanforderung Anormale Freigaberate der RRC-Verbindung in Bezug auf Last
    Die Gesamtzahl der RRC-Verbindungsfreigabe Anzahl der erfolgreichen UE-Kontextfreigabe Anormale Freigaberate der RRC-Verbindung in Bezug auf Last
    Die Anzahl der anormalen E-RAB-Freigabe bezogen auf die Last Siehe to 3GPP TS 32.425 [8] Anzahl von SAE-Trägern, deren Freigabe durch eNodeB pro Fall beantragt wurde E-RAB Anormale Freigaberate bezogen auf Last
    Die Gesamtzahl der E-RAB-Freigaben Siehe 3GPP TS 32.425 [8] Anzahl der erfolgreich freigegebenen SAE-Träger E-RAB Anormale Freigaberate bezogen auf Last
    die Anzahl der Ausfallereignisse im Zusammenhang mit der Übergabe Siehe 4.3.5 Ausfallrate im Zusammenhang mit der Übergabe
    die Gesamtzahl der Übergabe-Ereignisse Siehe 4.3.5 Rate der Ausfälle im Zusammenhang mit der Übergabe
  • Die D-LBO-Managementfunktion analysiert die Messungen und kann eine der folgenden Aktionen durchführen, wenn die D-LBO-Leistung das Ziel nicht erreicht:
    • 1. Nutzen Sie den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der Funktion modifyMOIAttributes, um die Richtlinie zu aktualisieren;
    • 2. Ermitteln Sie Aktionen zur Optimierung der Verkehrslastverteilung zwischen benachbarten Zellen, indem Sie die Operation modifyMOIAttributes aufrufen, um die D-LBO-Funktion zu deaktivieren und die Parameter zu ändern, wie z.B. die Übergabe- und/oder Neuauswahlparameter der Zelle oder ihrer Nachbarn, und dann NFVO auffordern, die virtualisierten Ressourcen zu ändern, falls erforderlich.
  • Das Netzwerkressourcen-Modell (Network Resource Model - NRM) muss möglicherweise erweitert werden, um die Richtlinien und die Kontrolle der D-LBO-Funktion und der Handover-bezogenen Parameter zu unterstützen.
  • Zentralisiertes LBO
  • In Ausführungsformen wird davon ausgegangen, dass die C-LBO-Funktion möglicherweise LBO-Zielwerte von einem Verbraucher erhalten und den Managementdienst in Anspruch genommen hat, um lastbezogene Messungen zu sammeln, und dass relevante Informationsobjektklassen (IOCs) zur Unterstützung von C-LBO erstellt wurden.
  • In Ausführungsformen sammelt die C-LBO-Funktion die Lastperformanzmessungen (z.B. Funkressourcennutzung, Hardware (HW) / VR / Transport Network Layer (TNL) Lastindikatoren, Composite Available Capacity PRB (Physical Resource Block), TNL-Messungen, ...) oder Benachrichtigungen (z.B. Schwellenüberschreitung bestimmter Messungen) von gNB-CU-CP, gNB-CU-UP(s), gNB-DU(s). Darüber hinaus sammelt die C-LBO-Funktion die Lastperformanzmessungen (z.B. Funkressourcennutzung, HW / VR / TNL-Lastindikatoren, Composite Available Capacity PRB, TNL-Messungen, ...) oder Benachrichtigungen (z.B. Schwellwertüberschreitung bestimmter Messungen) von gNB-CU-CP, gNB-CU-UP(s), gNB-DU(s).
  • Die C-LBO-Funktion analysiert die Messungen, um die unten dargestellten Aktionen zur Optimierung der Verkehrslastverteilung auf benachbarte Zellen zu bestimmen:
    1. 1. Aufrufen einer modifyMOIAttributes Operation zur Änderung der Parameter, wie z.B. der Übergabe- und/oder Neuauswahlparameter der Zelle oder ihrer Nachbarn,
    2. 2. Auffordern der NFVO, die virtualisierten Ressourcen zu aktualisieren,
  • Die C-LBO-Funktion sammelt die Performanzmessungen (z.B. die Anzahl der RRC-Verbindungsaufbauten/-auslösungen, anormale Freigaben, Handover-Fehler, Anrufabbrüche, etc...).
  • Die C-LBO-Funktion analysiert die Performanzmessungen, um die LBO-Leistung zu bewerten, und kann die Operation modifyMOIAttributes aufrufen, um die Übergabe- und/oder Wiederwahlparameter zu aktualisieren, wenn die Leistung nicht dem Ziel entspricht.
  • Hinweis: LBO-bezogene Performanzmessungen müssen definiert werden, um die C-LBO-Funktion zu unterstützen.
  • RACH-Optimierung (Optimierung des wahlfreien Zugriffs)
  • 14 zeigt das Flussdiagramm 1400 der RACH-Optimierung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung. Es wird angenommen, dass die RACH-Optimierungs-Verwaltungsfunktion den Managementdienst in Anspruch genommen hat, um RACH-optimierungsbezogene Messungen zu sammeln.
  • Die RACH-Optimierungsverwaltungsfunktion verbraucht den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der Operation modifyMOIAttributes, um die Ziele für die D-RACH-Optimierungsfunktion zu konfigurieren, wie unten in 1410 dargestellt.
  • Der Vorgang kann oder kann dazu verwendet werden:
  • Minimieren der Zugriffsverzögerungen für die UEs unter der Abdeckung der gängigen Synchronisierungssignalblöcke (SSBs)
  • Minimieren der Verzögerungen für die UEs bei der Anforderung der anderen Sis
  • Minimieren der Unausgewogenheit der Zugriffsverzögerungen von UEs im Uplink- und Supplementary Uplink (SUL)-Kanal
  • Minimieren Sie die Verzögerungen bei der Wiederherstellung von Strahlversagen für die UEs in RRC _Connected.
  • Minimieren Sie die fehlgeschlagenen/unnötigen RACH-Versuche auf der RACH-Ressource vor dem Erfolg.
  • In 1415 verbraucht die RACH-Optimierungsverwaltungsfunktion den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der Funktion modifyMOIAttributes, um die D-RACH-Optimierungsfunktion für eine gegebene NR-Zelle zu aktivieren.
  • Die D-RACH-Optimierungsfunktion empfängt den RACH-Informationsbericht und analysiert ihn in 1415, um die Aktionen zur Optimierung der RACH-Leistung zu bestimmen, wenn die Leistung die Ziele nicht erreicht, indem in 1420 die folgenden RACH-Parameter aktualisiert werden:
    • - RACH-Konfiguration (Zuweisung der Ressourceneinheit);
    • - RACH-Präambelaufteilung (zwischen dediziert, Gruppe A, Gruppe B);
    • - RACH-Backoff-Parameterwert;
    • - RACH-Übertragungsleistungs-Steuerungsparameter.
  • In 1425 informiert die D-RACH-Optimierungsfunktion den Erbringer des Managementdienstes für die NF-Bereitstellung, eine Benachrichtigung notifyMOIAttributeValueChange an die RACH-Optimierungs-Verwaltungsfunktion zu senden, die angibt, dass die RACH-Parameter geändert wurden.
  • In 1430 sammelt die RACH-Optimierungsverwaltungsfunktion die folgenden RACH-bezogenen Messungen.
  • - Verteilung der Anzahl der zur Synchronisierung gesendeten Präambel-UEs, wobei die Anzahl der gesendeten Präambeln dem
    PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER in UE entspricht.
  • - Verteilung der Zeit, die die UEs benötigen, um die Synchronisation zu erreichen, einschließlich Zugriffsverzögerung und Verzögerung der UE-Anfrage;
  • - Verteilung der Verzögerungen bei der Wiederherstellung von Strahlenausfällen.
  • In 1435 analysiert die RACH-Optimierungsverwaltungsfunktion die Messungen, um die RACH-Leistung zu bewerten, und kann in 1440 eine der folgenden Aktionen durchführen, wenn die RACH-Optimierungsleistung die Zielvorgaben nicht erfüllt:
  • 1. Verwenden des Managementdienstes für die NF-Bereitstellung mit der Operation modifyMOIAttributes, um die Ziele für die RACH-Optimierungsfunktion zu aktualisieren;
  • 2. Verwenden des Managementdienstes für die NF-Bereitstellung mit der Operation modifyMOIAttributes, um die RACH-Optimierungsfunktion zu deaktivieren und die RACH-Parameter zu aktualisieren.
  • ANMERKUNG 1: NRM muss erweitert werden, um Attribute im Zusammenhang mit RACH-Optimierungen, wie z. B. RACH-Leistungsziele und RACH-Parameter, zu unterstützen.
  • ANMERKUNG 2: RACH-Optimierungs-bezogene Performanzmessungen müssen definiert werden.
  • Die Operation modifyMOIAttributes ist definiert oder beschrieben in der technischen Spezifikation „3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Management and orchestration; Generic management services“, nachfolgend „3GPP TS 28.532“ oder lediglich „TS 28.532“. Diese technische Spezifikation besagt:
    • modifyMOIAttributes Operation
  • Diese Dienstoperation wird vom Verbraucher des modifyMOIAttributes-Operationsdienstes aufgerufen, um die Modifikation einer oder mehr Verwaltete-Objekte(Managed Objects)-Instanzen beim Erbringer des modifyMOIAttributes-Operationsdienstes anzufordern. Attribute eines oder mehr Verwaltete-Objekte können modifiziert werden‟.
  • TS 28.532 enthält auch eine Tabelle, die Eingabeparameter für die modifyMOIAttributes-Operation beschreibt:
    Parameter Name Support Qualifier Informationstyp/ Rechtliche Werte Kommentar
    baseObjectInstance M DN Die MO-Instanz, die als Ausgangspunkt für die Auswahl der verwalteten Objekte verwendet werden soll, auf die der Filter (wenn geliefert) angewendet werden soll. Dies ist ein voller DN gemäß 3GPP TS 32.300 [5].
    scope M Siehe entsprechende Parameter in getMOIAttributes. Siehe entsprechende Parameter in getMOIAttributes.
    filter M Siehe Kommentar Siehe entsprechende Parameter in getMOIAttributes.
    modificationList M LIST OF SEQUENCE <attribute identifier, [attribute values], ENUM( replace, add values, remove values, set to default)> Siehe Kommentar, wann Attributwerte erforderlich und wann sie optional sind. Dieser Parameter enthält einen Satz von Attributmodifikationsspezifikationen, von denen jede einzelne enthält: 1). Attributbezeichner: der Bezeichner des Attributs, dessen Wert(e) zu ändern ist (sind). 2). Attributwert: der (die) Wert(e), der (die) bei der Änderung des Attributs zu verwenden ist (sind). Die Verwendung dieses Parameters wird durch den Modifikationsoperator definiert. Dieser Parameter ist optional, wenn der voreingestellte Modifikationsoperator angegeben wird, und wenn er angegeben wird, wird er ignoriert. 3). modify operator: die Art und Weise, in der die Attributwerte (falls angegeben) auf das Attribut angewendet werden sollen. Die möglichen Operatoren sind: a) replace: der (die) angegebene(n) Attributwert(e) soll(en) verwendet werden, um die aktuellen Werte des Attributs zu ersetzen; b) add values: die angegebenen Attributwerte sind zu dem/den aktuellen Wert(en) des Attributs zu addieren. Dieser Operator darf nur auf ein Attribut mit festgelegtem Wert angewendet werden und muss eine festgelegte Vereinigung (im mathematischen Sinne) zwischen den aktuellen Werten des Attributs und dem (den) angegebenen Attributwert(en) durchführen. Der (die) in dem Attributwertparameter angegebene(n) Wert(e), der (die) bereits in den aktuellen Werten des Attributs enthalten ist (sind), darf (dürfen) nicht dazu führen, dass ein Fehler zurückgegeben wird. c) Werte entfernen: Der (die) angegebene(n) Attributwert(e) wird (werden) aus den aktuellen Werten des Attributs entfernt. Dieser Operator darf nur auf ein Attribut mit gesetztem Wert angewendet werden und muss eine gesetzte Differenz (im mathematischen Sinne) zwischen dem (den) aktuellen Wert(en) des Attributs und dem (den) angegebenen Attributwert(en) durchführen. Der (die) im Attributwertparameter angegebene(n) Wert(e),
    der (die) nicht im aktuellen Wert (in den aktuellen Werten) des Attributs enthalten ist (sind), darf (dürfen) nicht dazu führen, dass ein Fehler zurückgegeben wird; d) auf Standardwert setzen: Wenn dieser Operator auf ein einwertiges Attribut angewendet wird, wird der Wert des Attributs auf seinen Standardwert gesetzt. Wenn dieser Operator auf ein Attribut mit festgelegtem Wert angewendet wird, wird (werden) der (die) Wert(e) des Attributs auf seinen (ihre) Standardwert(e) gesetzt, und es werden nur so viele Werte zugewiesen, wie durch den Standardwert definiert sind. Wenn kein Standardwert definiert ist, wird ein Fehler zurückgegeben. Anmerkung: Satz wird hier im mathematischen Sinne verwendet, so dass ein Attribut mit gesetztem Wert ein ungeordneter Satz von eindeutigen Werten ist. Der Änderungsoperator ist optional, und wenn er nicht angegeben wird, wird der Ersetzungsoperator angenommen. Der Parameter modificationList enthält einen einzigen Satz von Attributmodifikationsspezifikationen, und derselbe Satz wird auf jede zu modifizierende MO-Instanz angewendet.
  • TS 28.532 stellt ferner eine Tabelle bereit, welche Ausgabeparameter für die modifyMOIAttributes Operation beschreibt:
    Parameter Name Support Qualifier lnformationstyp/Rechtliche Werte Kommentar
    modificationListOut M LIST OF SEQUENCE< ManagedEntity DN, ManagedEntity dass, LIST OF SEQUENCE< attribute name, attribute value >> Dieser Parameter liefert für jede Verwaltetes-Objekt-Instanz den vollständigen DN der verwalteten Objektinstanz, die managedObjectClass und eine Liste von Name/Wert-Paaren mit den Werten aller Attribute der geänderten Verwaltetes-Objekt-Instanz nach der Änderung. Die Form dieser Informationen ist SS-abhängig und kann in einer oder mehreren Datenstrukturen bereitgestellt werden.
    Status M ENUM (OperationSucceeded, OperationFailed, OperationPartiallySucceeded) Eine Operation kann aus einem angegebenen oder nicht angegebenen Grund fehlschlagen, und es wurden keine Attribute aktualisiert. Die Operation ist nur dann erfolgreich, wenn alle angegebenen Attribute aller ausgewählten Objekte tatsächlich geändert werden. Andernfalls ist die Operation teilweise erfolgreich.
  • Diese TS 28.532 besagt für die Benachrichtigung Notification notifyMOIAttributeValueChanges:
    • TS 28.532 provides a table describing input parameters for the notifyMOIAttributeValueChanges notification:
      • Diese Benachrichtigung benachrichtigt die abonnierten Verbraucher über Änderungen eines oder mehrerer Attribute einer Verwaltetes-Objekt-Instanz „NRM“.
  • TS 28.532 enthält eine Tabelle mit einer Beschreibung der Eingabeparameter für die Benachrichtigung notifyMOIAttributeValueChanges:
    Parameter Name Qualifier Support Qualifier Informationstyp/Rechtliche Werte Kommentare
    objectClass M Er trägt den ManagedEntity Klassennamen. Er gibt den Klassennamen des IOC an. In einer Instanz dieser Klasse ist ein Netzwerkereignis aufgetreten.
    objectInstance M Er trägt den DN der ManagedEntitiy. Er gibt die bestehende Instanz des oben genannten IOC an, auf die sich das Netzwerkereignis bezog, indem es den Distinguished Name (DN) für die Instanz trägt.
    notificationId M Dies ist eine Kennung für die Benachrichtigung, die verwendet werden kann, um Benachrichtigungen zu korrelieren. Der Identifikator der Benachrichtigung wird so gewählt, dass er während der gesamten Zeit, in der die Korrelation signifikant ist, über alle Benachrichtigungen eines bestimmten verwalteten Objekts hinweg eindeutig ist; er identifiziert die Benachrichtigung aus anderen Benachrichtigungen, die durch das betreffende Informationsobjekt erzeugt wurden, eindeutiq.
    notificationType M Er gibt die Art der Benachrichtigungen an, die im Zusammenhang mit der Bereitstellung von Managementdiensten stehen. Der Wert „notifyMO IAttri bute ValueChange“ ist zu tragen. Er gibt die Art der Benachrichtigungen an.
    eventTime M Er zeigt die Zeit des Ereignisses MOIAttributeValueChange an Die Semantik der Verallgemeinerten Zeit, spezifiziert durch ITU-T[17] wird hier verwendet.
    systemDN M Er trägt den DN von Management Dienste Providern. -
    correlatedNotifications CM Er gibt einen Satz von Benachrichtigungen an, die mit der betreffenden Benachrichtigung korreliert sind. Die Bedingung ist, dass der MnS-Erbringer die Korrelation von Meldungen unterstützt.
    attributeValueChange M LIST OF SEQUENCE <AttributeName, NewAttributeValue, CHOICE [NULL, OldAttributeValue]> Die geänderten Attribute (Name/Wert-Paare) des MOI (mit sowohl neuen als auch, optional, alten Werten).
    additionalText O Er kann weitere Informationen in Textform über das Ereignis der ManagedEntity(s) enthalten. -
    • TS 28.532 beschreibt auch die Änderung von Zuständen:
    • „Von-Zustand
    • stateBeforeAttributeValueChange.
    Assertionsname Definition
    stateBeforeAttributeValueChange Das Attribut hat zum Zeitpunkt T1 einen Wert.
  • Zu-Zustand
    stateAfterAttribute V alueChange.
    Assertionsname Definition
    stateAfterAttributeValueChange Das Attribut wurde auf einen anderen Wert als den Wert zum Zeitpunkt T1 geändert.
  • Diese TS 28.532 definiert ManagedEntity als:
  • Die ProxyClass ManagedEntity stellt die Rolle dar, die eine Instanz einer in NRMs definierten Informationsobjektklasse (IOC) spielen kann, z.B. Generic NRM, NR und NG-RAN NRM oder 5GC NRM. ManagedEntity wird bei der Spezifikation von Bereitstellungsoperationen verwendet, um eine Instanz eines in diesen NRMs definierten IOC darzustellen.
  • Für eine oder mehrere Ausführungsformen kann mindestens eine der in einer oder mehreren der vorhergehenden Abbildungen dargestellten Komponenten so konfiguriert werden, dass sie eine oder mehrere Operationen, Techniken, Prozesse und/oder Methoden, wie im folgenden Beispielabschnitt dargelegt, ausführt. Zum Beispiel kann die oben beschriebene Basisbandschaltung in Verbindung mit einer oder mehreren der vorhergehenden Abbildungen so konfiguriert werden, dass sie gemäß einem oder mehreren der unten aufgeführten Beispiele arbeitet. Ein weiteres Beispiel: Schaltungen, die mit einem UE, einer Basisstation, einem Netzelement usw. verbunden sind, wie oben in Verbindung mit einer oder mehreren der vorhergehenden Abbildungen beschrieben, können so konfiguriert werden, dass sie gemäß einem oder mehreren der unten im Beispielabschnitt aufgeführten Beispiele funktionieren.
  • Example 1 may include an apparatus of a New Radio (NR) network, the apparatus comprising: memory; and processing circuitry configured to operate as a distributed LBO (Load Balancing Optimization) management function, wherein when configured to operate as an D-LBO management function, the processing circuitry is to:
  • Beispiel 1 kann eine Vorrichtung eines Netzwerks eines Neuer Funk (NR) Netzwerkes enthalten, wobei die Vorrichtung aufweist: Speicher; und eine Verarbeitungsschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie als eine verteilte LBO-(Lastverteilungs-Optimierung - Load Balancing Optimization)-Managementfunktion arbeitet, wobei die Verarbeitungsschaltung konfiguriert ist:
    • den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der modifyMOIAttributes-Operation zu nutzen, um die Richtlinie der D-LBO-Funktion zu konfigurieren; und
    • den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der modifyMOIAttributes-Operation zu nutzen, um die D-LBO-Funktion zu ermöglichen; und
    • eine Benachrichtigung MOIAttributeValueChange von der D-LBO-Funktion zu empfangen, die angibt, dass die Wiederwahl-/Handover-Parameter geändert wurden und/oder die Aktualisierung virtualisierter Ressourcen erforderlich ist; und
    • die Performanzmessungen zu sammeln, um die Leistung der D-LBO-Funktion zu bewerten; und
    • die Messungen zu analysieren und zu bestimmen, Maßnahmen zur Optimierung der D-LBO-Leistung durchzuführen.
  • Beispiel 2 kann das Gerät gemäß Beispiel 1 oder einem anderen Beispiel hierin enthalten, wobei die D-LBO-Funktion nach ihrer Aktivierung konfiguriert ist:
    • die Lastverteilungsaktionen durch Optimierung der Zellwiederauswahl-/Übergabeparameter und der Handover-Aktionen durchzuführen (z.B. Abstoßen von UEs in benachbarte Zellen); und
    • die lastbezogenen Informationen zu analysieren, um die Optimierung der Lastverteilung durch Optimierung der Zellwiederauswahl-/Übergabeparameter und der Übergabevorgänge (z.B. Abstoßen von UEs in benachbarte Zellen) durchzuführen; und
    • den Erbringer des Management-Dienstes zu bitten, zur NF-Bereitstellung, eine Benachrichtigung notifyMOIAttributeValueChange zu senden.
  • Beispiel 3 kann das Gerät gemäß Beispiel 2 oder einem anderen Beispiel hierin enthalten, wobei die Benachrichtigung notifyMOIAttributeValueChange angeben kann:
    • die Wiederwahl-/Übergabeparameter wurden geändert; und/oder
    • die Aktualisierung der virtualisierten Ressourcen ist erforderlich.
  • Beispiel 4 kann das Gerät gemäß Beispiel 1 oder einem anderen Beispiel hierin enthalten, wobei nach dem Sammeln der Performanzmessungen die D-LBO-Managementfunktion so konfiguriert wird:
    • den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der Operation modifyMOIAttributes zu verbrauchen, um die Richtlinie zu aktualisieren; oder
    • die Verkehrslastverteilung auf benachbarte Zellen optimieren.
  • Beispiel 5 kann die Vorrichtung gemäß Beispiel 4 oder einem anderen Beispiel hierin aufweisen, wobei die D-LBO-Managementfunktion zum Optimieren der Verkehrslastverteilungen eingerichtet ist:
    • die D-LBO-Funktion zu deaktivieren und die Parameter, wie z.B. die Übergabe- und/oder Neuauswahlparameter der Zelle oder ihrer Nachbarn, zu ändern; und
    • das NFVO zu bitten, die virtualisierten Ressourcen gegebenenfalls zu ändern.
  • Beispiel 6 kann den Apparat gemäß den Beispielen 1 und 4 oder ein anderes Beispiel hierin aufweisen, wobei die D-LBO-Richtlinie Schwellenwert und Ziel enthalten kann.
  • Beispiel 7 kann eine Vorrichtung eines Neuer Funk(New Radio - NR)-Netzwerks aufweisen, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: Speicher; und eine Verarbeitungsschaltung, die so eingerichtet ist, dass sie als zentralisierte Lastverteilungs-Optimierung(Load Balancing Optimization - LBO)-Funktion arbeitet, wobei die Verarbeitungsschaltung, wenn sie so eingerichtet ist, dass sie als C-LBO-Funktion arbeitet:
    • die Verkehrslastleistungsmessungen oder Schwellenwertüberschreitungsbenachrichtigungen sammelt; und
    • die Messungen analysiert, um die Maßnahmen zur Optimierung der Verkehrslastverteilung auf benachbarte Zellen zu bestimmen; und
    • die leistungsbezogenen LBO-Messungen sammelt; und
    • die leistungsbezogenen LBO-Messungen analysiert, um die LBO-Leistung zu bewerten.
  • Beispiel 8 kann das Gerät gemäß Beispiel 7 oder einem anderen Beispiel hierin aufweisen, wobei die Messungen der Verkehrslastleistung die Funkressourcennutzung, HW / VR / TNL-Lastindikatoren, die zusammengesetzte verfügbare Kapazität PRB, TNL-Messungen, ... usw. beinhalten.
  • Beispiel 9 kann das Gerät gemäß Beispiel 7 oder einem anderen Beispiel hierin aufweisen, wobei die C-LBO-Funktion zum Optimieren der Verkehrslastverteilung zwischen benachbarten Zellen eingerichtet ist:
    • die Operation modifyMOIAttributes aufzurufen, um die Parameter zu ändern, wie z.B. die Übergabe- und/oder Neuauswahlparameter der Zelle oder ihrer Nachbarn; und
    • das NFVO zu bitten, die virtualisierten Ressourcen zu aktualisieren.
  • Beispiel 10 kann die Vorrichtung gemäß Beispiel 7 oder einem anderen Beispiel hierin aufweisen, wobei, wenn die Leistung das Ziel nicht erreicht, die C-LBO-Funktion eingerichtet ist, die Operation modifyMOIAttributes aufzurufen, um die Übergabe- und/oder Wiederwahlparameter zu aktualisieren.
  • Beispiel 11 kann eine Vorrichtung eines Netzes für ein Neuer Funk(NR)-Netzwerk aufweisen, wobei die Vorrichtung aufweist: Speicher; und eine Verarbeitungsschaltung, die so eingerichtet ist, dass sie als RACH-Optimierungsmanagementfunktion arbeitet, wobei die Verarbeitungsschaltung, wenn sie so eingerichtet ist, dass sie als RACH-Optimierungsverwaltungsfunktion arbeitet:
    • den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der Operation modifyMOIAttributes zu nutzen, um die Ziele für die D-RACH-Optimierungsfunktion zu konfigurieren; und
    • den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der Operation modifyMOIAttributes zu verwenden, um die D-RACH-Optimierungsfunktion für eine bestimmte NR-Zelle zu aktivieren; und
    • eine Benachrichtigung MOIAttributeValueChange zu erhalten, die anzeigt, dass die RACH-Parameter geändert wurden; und
    • die RACH-bezogenen Messungen zu sammeln; und
    • die Messungen zu analysieren, um die RACH-Leistung zu bewerten.
  • Beispiel 12 kann das Gerät gemäß Beispiel 11 oder einem anderen Beispiel hierin aufweisen, wobei nach der Aktivierung die D-RACH-Optimierungsfunktion eingerichtet ist:
    • den RACH-Informationsbericht zu erhalten; und
    • den RACH-Informationsberichtzu analysieren, um die Leistung von RACH zu bewerten.
  • Beispiel 13 kann das Verfahren gemäß Beispiel 12 oder einem anderen Beispiel hierin aufweisen, wobei, wenn die Leistung das Ziel nicht erreicht, die D-RACH-Optimierungsfunktion eingerichtet ist:
    • die folgenden RACH-Parameter zu aktualisieren; und
    • eine Benachrichtigung notifyMOIAttributeValueChange zu senden, die anzeigt, dass die RACH-Parameter geändert wurden.
  • Beispiel 14 kann den Apparat gemäß Beispiel 12 oder ein anderes Beispiel hierin aufweisen, in dem die RACH-Parameter enthalten sein können:
    • RACH-Konfiguration (Zuweisung von Ressourceneinheiten); und
    • Aufteilung der RACH-Präambel (zwischen engagierten, Gruppe A, Gruppe B); und
    • RACH-Backoff-Parameterwert; und
    • Parameter zur Steuerung der RACH-Übertragungsleistung.
  • Beispiel 15 kann die Vorrichtung gemäß Beispiel 11 oder ein anderes Beispiel hierin aufweisen, wobei die RACH-bezogenen Messungen aufweisen können:
    • Verteilung der Anzahl der gesendeten Präambel-UEs zum Erreichen der Synchronisation, wobei die Anzahl der gesendeten Präambel dem PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER in UE entspricht; und
    • Verteilung der Zeit, die für die UEs benötigt wird, um die Synchronisation zu erreichen, einschließlich Zugriffsverzögerung und Verzögerung der UE-Anfrage; und
    • Verteilung der Verzögerungen bei der Wiederherstellung von Strahlversagen.
  • Beispiel 16 kann die Vorrichtung gemäß Beispiel 11 oder einem anderen Beispiel hierin aufweisen, wobei, wenn die Leistung das Ziel nicht erreicht, die RACH-Optimierungsmanagementfunktion eingerichtet ist:
    • den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der Operation modifyMOIAttributes zu nutzen, um die Ziele für die RACH-Optimierungsfunktion zu aktualisieren; und
    • den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der Operation modifyMOIAttributes zu verwenden, um die RACH-Optimierungsfunktion zu deaktivieren, und die RACH-Parameter zu aktualisieren.
  • Beispiel 17 weist ein Verfahren auf, das Folgendes aufweist:
    • Analysieren von lastbezogenen Informationen für eine Mehrzahl von benachbarten Zellen;
    • Ausführen einer Lastverteilungsoperation, die eine Optimierung der Zellwiederauswahl oder eine Optimierung der Übergabeparameter und Aktionen aufweist, basierend auf der Analyse der lastbezogenen Informationen; und
    • Erzeugung einer Benachrichtigung, die anzeigt, dass sich die Wiederwahl- oder Übergabeparameter geändert haben, oder die anzeigt, dass eine Aktualisierung der virtualisierten Ressourcen erforderlich ist.
  • Beispiel 18 weist das Verfahren von Beispiel 17 oder irgendein anderes Beispiel hierin auf und weist ferner die Auswertung einer verteilten Lastverteilung-Optimierung (D-LBO) auf der Grundlage einer Performanzmessung auf, wobei sich die Performanzmessung auf Folgendes bezieht: eine aufgebaute Funkressourcensteuerungs-(RRC-)Verbindung, eine freigegebene RRC-Verbindung, eine abnormale Freigabe, einen Übergabefehler oder einen Anrufabbruch.
  • Beispiel 19 weist das Verfahren von Beispiel 18 oder irgendein anderes Beispiel hierin auf und weist ferner auf:
    • Bestimmen auf der Grundlage der Performanzmessung, dass der D-LBO ein Ziel nicht erreicht; und
    • als Reaktion auf die Feststellung, dass die D-LBO die Zielvorgabe nicht erfüllt, Aktualisieren einer Richtlinie oder Optimieren der Verkehrslastverteilung zwischen benachbarte Zellen.
  • Beispiel 20 weist ein Verfahren auf, das folgendes aufweist:
    • Sammeln von Messungen der Lastleistung; und
    • Optimieren, auf der Grundlage der Lastperformanzmessungen, einer Verkehrslastverteilung zwischen benachbarten Zellen, wobei das Optimieren der Verkehrslastverteilung das Ändern eines Übergabeparameters oder eines Neuauswahlparameters aufweist.
  • Beispiel 21 weist das Verfahren von Beispiel 20 oder irgendein anderes Beispiel hierin auf, ferner aufweisend das Senden einer Anforderung zur Aktualisierung virtualisierter Ressourcen.
  • Beispiel 22 weist das Verfahren von Beispiel 20 oder ein anderes Beispiel hierin auf, wobei die Last-Leistungsmessungen einen Indikator für die Funkressourcennutzung, einen Lastindikator, einen Indikator für die verfügbare Kapazität oder eine Messung der Übertragungsnetzwerkschicht (TNL) aufweisen.
  • Beispiel 23 weist das Verfahren von Beispiel 20 oder irgendein anderes Beispiel hierin auf, ferner aufweisend das Aktualisieren eines Übergabeparameters oder eines Wiederauswahlparameters als Reaktion auf das Bestimmen, dass eine Lastverteilung-Optimierung (LBO) ein Ziel nicht erfüllt.
  • Beispiel Z01 kann eine Vorrichtung aufweisen, die Mittel zur Durchführung eines oder mehrerer Elemente eines Verfahrens, das in einem der Beispiele 1-23 beschrieben ist oder sich auf eines der Beispiele 1-23 bezieht, oder eines anderen hierin beschriebenen Verfahrens oder Prozesses aufweist.
  • Beispiel Z02 kann ein oder mehrere nicht-transitorisches computerlesbare Medien aufweisen, die Anweisungen aufweisen, um ein elektronisches Gerät bei Ausführung der Anweisungen durch einen oder mehrere Prozessoren des elektronischen Geräts zu veranlassen, ein oder mehrere Elemente einer Methode, die in einem der Beispiele 1-23 beschrieben ist oder sich auf eines der Beispiele 1-23 bezieht, oder eine andere hierin beschriebene Methode oder einen anderen hierin beschriebenen Prozess auszuführen.
  • Beispiel Z03 kann eine Vorrichtung aufweisen, die Logik, Module oder Schaltkreise zur Ausführung eines oder mehrerer Elemente eines Verfahrens, das in einem der Beispiele 1-23 beschrieben ist oder sich auf eines der Beispiele 1-23 bezieht, oder jedes andere hierin beschriebene Verfahren oder jeden anderen hierin beschriebenen Prozess, aufweist.
  • Beispiel Z04 kann ein Verfahren, eine Technik oder einen Prozess aufweisen, wie in einem der Beispiele 1-23 beschrieben oder damit in Zusammenhang stehend, oder Teile davon.
  • Beispiel Z05 kann ein Gerät aufweisen, das einen oder mehrere Prozessoren und ein oder mehrere computerlesbare Medien mit Befehlen umfasst, die, wenn sie von dem einen oder den mehreren Prozessoren ausgeführt werden, bewirken, dass der eine oder die mehreren Prozessoren das Verfahren, die Techniken oder den Prozess, wie in einem der Beispiele 1-23 beschrieben oder damit in Zusammenhang stehend, oder Teile davon ausführen.
  • Beispiel Z06 kann ein Signal aufweisen, wie es in einem der Beispiele 1-23 beschrieben ist oder sich auf eines der Beispiele 1-23 bezieht, oder Teile davon.
  • Beispiel Z07 kann ein Datagramm, ein Paket, einen Rahmen, ein Segment, eine Protokolldateneinheit (PDU) oder eine Nachricht aufweisen, wie in einem der Beispiele 1-23 beschrieben oder damit in Zusammenhang stehend, oder Teile oder Teile davon, oder anderweitig in der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
  • Beispiel Z08 kann ein Signal aufweisen, das mit Daten kodiert ist, wie in einem der Beispiele 1-23 oder gemäß einem der Beispiele 1-23 beschrieben oder damit in Zusammenhang stehend, oder Teile oder Teile davon, oder anderweitig in der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
  • Beispiel Z09 kann ein Signal aufweisen, das mit einem Datagramm, einem Paket, einem Rahmen, einem Segment, einer Protokolldateneinheit (PDU) oder einer Nachricht codiert ist, wie in einem der Beispiele 1-23 beschrieben oder damit in Zusammenhang stehend, oder Teile oder Teile davon, oder anderweitig in der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
  • Beispiel Z10 kann ein elektromagnetisches Signal aufweisen, das computerlesbare Befehle trägt, wobei die Ausführung der computerlesbaren Befehle durch einen oder mehrere Prozessoren bewirken soll, dass der eine oder die mehreren Prozessoren das Verfahren, die Techniken oder den Prozess ausführen, wie in einem der Beispiele 1-23 oder Teilen davon beschrieben oder damit in Zusammenhang stehend.
  • Beispiel Z11 kann ein Computerprogramm aufweisen, das Befehle aufweist, wobei die Ausführung des Programms durch ein Verarbeitungselement das Verarbeitungselement veranlassen soll, das Verfahren, die Techniken oder den Prozess wie in einem der Beispiele 1-23 oder gemäß einem der Beispiele 1-23 oder Teilen davon beschrieben oder damit in Beziehung stehend auszuführen.
  • Beispiel Z12 kann ein Signal in einem drahtlosen Netzwerk aufweisen, wie hier dargestellt und beschrieben.
  • Das Beispiel Z13 kann ein Verfahren zur Kommunikation in einem Drahtlos-Netzwerk aufweisen, wie hier dargestellt und beschrieben.
  • Beispiel Z14 kann ein System zur Bereitstellung von Drahtlos-Kommunikation, wie hier dargestellt und beschrieben, aufweisen.
  • Beispiel Z15 kann eine Vorrichtung zur Bereitstellung von Drahtlos-Kommunikation, wie hierin dargestellt und beschrieben, aufweisen.
  • Beispiel 1A ist eine Vorrichtung eines NR-Netzwerks (Neuer Funk - New Radio), die folgendes aufweist: einen Speicher; und eine Verarbeitungsschaltung, die operativ mit dem Speicher gekoppelt und so eingerichtet ist, dass sie als verteilte D-LBO-Managementfunktion (D-LBO = Load Balancing Optimization - Lastverteilung-Optimierung) arbeitet, wobei die Verarbeitungsschaltung, wenn sie so eingerichtet ist, dass sie als D-LBO-Verwaltungsfunktion arbeitet, folgendes aufweist: einen Managementdienst für die Netzwerkfunktions-(NF)-Bereitstellung mit einer Managed-Objektinstanz-(MOI)-Operation zu nutzen, um eine Richtlinie einer D-LBO-Funktion zu konfigurieren; den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der (MOI)-Operation zu nutzen, um die D-LBO-Funktion zu aktivieren; eine Benachrichtigung von der D-LBO-Funktion zu erhalten, wobei die Benachrichtigung anzeigt, dass Zellwiederauswahl-/Übergabeparameter geändert wurden und/oder anzeigt, dass eine Aktualisierung virtualisierter Ressourcen erforderlich ist; und Performanzmessungen zu sammeln, um die Leistung der D-LBO-Funktion zu bewerten; und die Messungen zu analysieren, um eine oder mehrere Aktionen zu bestimmen, die zur Optimierung der D-LBO-Leistung durchzuführen sind.
  • Beispiel 2A ist die Vorrichtung aus Beispiel 1A, wobei die MOI-Operation eine modifizierteMOIAttribute-Operation sein kann.
  • Beispiel 3A ist die Vorrichtung aus Beispiel 1A oder 2A, wobei die D-LBO-Funktion nach ihrer Aktivierung eingerichtet ist: eine oder mehrere Lastverteilungsaktionen durch Optimierung der Zellwiederauswahl-/Übergabeparameter und Handover-Aktionen durchzuführen; lastbezogene Informationen zu analysieren, die Lastverteilung-Optimierung durch Optimierung der Zellwiederauswahl-/Übergabeparameter und Handover-Aktionen durchzuführen; und einen Managementdienst-Erbringer für die NF-Bereitstellung aufzufordern, eine Benachrichtigung zu senden.
  • Beispiel 4A ist die Vorrichtung aus Beispiel 3A, wobei die Optimierung der Zellwiederauswahl-/Übergabeparameter und Handover-Aktionen das Auslagern von Benutzergeräten (UEs) in benachbarte Zellen aufweisen kann.
  • Beispiel 5A ist die Vorrichtung gemäß Beispiel 3A oder 4A, wobei die Benachrichtigung notifyMOIAttributeValueChange lauten kann, die anzeigt, dass die Wiederauswahl-/Übergabeparameter geändert wurden; und/oder eine Aktualisierung der virtualisierten Ressourcen erforderlich ist.
  • Beispiel 6A ist die Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 1A bis 5A, wobei die D-LBO-Richtlinie einen Schwellenwert und ein Ziel angeben kann.
  • Beispiel 7A ist die Vorrichtung aus Beispiel 6A, bei der nach der Erfassung der Performanzmessungen, wenn die D-LBO-Leistung das Ziel nicht erreicht, die Verarbeitungsschaltung: den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der Operation modifyMOIAttributes nutzen kann, um die Richtlinie zu aktualisieren; oder die Verkehrslastverteilung auf benachbarte Zellen optimieren kann.
  • Beispiel 8A ist die Vorrichtung aus Beispiel 7A, wobei zur Optimierung der Verkehrslastverteilungen die Verarbeitungsschaltung die D-LBO-Funktion deaktivieren und die Zellwiederauswahl-/Handover-Parameter ändern und einen Netzwerkfünktionen-Virtualisierung-Orchestrator (Network Functions Virtualization Orchestrator - NFVO) zur Änderung der virtualisierten Ressourcen anfordern kann.
  • Beispiel 9A ist die Vorrichtung eines der Beispiele 1A bis 8A, wobei die Performanzmessungen eine Reihe von RRC-Verbindungseinrichtungen, Freigaben, Handover-Fehler und/oder Anrufabbrüche aufweisen können.
  • Beispiel 10A ist die Vorrichtung eines der Beispiele 1A bis 9A, wobei die Vorrichtung ein NodeB (gNB) der nächsten Generation sein kann.
  • Beispiel 11A ist eine Vorrichtung eines Neuer Funk(NR)-Netzwerkes, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Speicher; und eine Verarbeitungsschaltung, die operativ mit dem Speicher gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie als zentralisierte Lastverteilung-Optimierungsfunktion (C-LBO) arbeitet, wobei die Verarbeitungsschaltung, wenn sie so konfiguriert ist, dass sie als C-LBO-Funktion arbeitet, eingerichtet ist: Verkehrslastleistungsmessungen oder Schwellwertüberschreitungsmessungen zu sammeln; die Messungen zu analysieren, um eine oder mehrere Aktionen zur Optimierung der Verkehrslastverteilung zwischen benachbarten Zellen zu bestimmen; wobei die C-LBO-Funktion so eingerichtet ist, dass sie die Verkehrslastverteilung zwischen benachbarten Zellen optimiert: eine Managed Object Instance (MOI)-Operation aufzurufen, einen oder mehr Zellwiederauswahl-/Übergabeparameter zu ändern; einen Network Functions Virtualization Orchestrator (NFVO) aufzufordern, um virtualisierte Ressourcen zu aktualisieren; LBO-Leistungsmessungen zu sammeln; und die LBO-Leistungsmessungen zu analysieren, um die LBO-Leistung zu bewerten.
  • Beispiel 12A ist die Vorrichtung aus Beispiel 11A, wobei die MOI-Operation eine modifizierteMOIAttributes-Operation sein kann.
  • Beispiel 13A ist die Vorrichtung aus Beispiel 11A oder 12A, wobei, wenn die LBO-Leistungsmessungen ein Ziel nicht erreichen, die Verarbeitungsschaltung eine modifyMOIAttributes-Operation aufrufen kann, um den einen oder mehrere Parameter zu aktualisieren oder zu ändern; und das NFVO auffordern kann, virtualisierte Ressourcen zu aktualisieren.
  • Beispiel 14A ist die Vorrichtung eines der Beispiele 11A bis 13A, wobei die Verkehrslastleistungsmessungen Funkressourcennutzung, Lastindikatoren, PRB (Composite Available Capacity Physical Resource Block), einen Indikator für die verfügbare Kapazität und/oder TNL (Transmission Network Layer) Messungen aufweisen können.
  • Beispiel 15A ist die Vorrichtung eines der Beispiele 11 A bis 14A, wobei die Verarbeitungsschaltung ferner die Verkehrslastleistungsmessungen oder Schwellenwertüberschreitungsmessungen von einem oder mehreren NodeBs (gNBs) der nächsten Generation sammeln kann.
  • Beispiel 16A ist die Vorrichtung aus den Beispielen 11A bis 15A, wobei der eine oder die mehreren Parameter Übergabe- und/oder Wiederauswahlparameter aufweisen können.
  • Beispiel 17A ist ein Verfahren, das Folgendes aufweist: Analysieren von lastbezogenen Informationen für eine Mehrzahl benachbarter Zellen; Durchführen, auf der Grundlage der Analyse der lastbezogenen Informationen, eines Lastverteilungsvorgangs einschließlich einer Optimierung der Zellwiederauswahl oder einer Optimierung der Übergabeparameter und Aktionen; und Erzeugen einer Benachrichtigung, die anzeigt, dass sich die Wiederauswahl- oder Übergabeparameter geändert haben, oder die anzeigt, dass eine Aktualisierung der virtualisierten Ressourcen erforderlich ist.
  • Beispiel 18A ist das Verfahren von Beispiel 17A, das ferner Folgendes aufweisen kann: Evaluierung einer verteilten Lastverteilung-Optimierung (D-LBO) auf der Grundlage einer Performanzmessung.
  • Beispiel 19A ist das Verfahren aus Beispiel 18A, wobei sich die Performanzmessung auf Folgendes beziehen kann: eine hergestellte RRC-Verbindung (Radio Resource Control - Funkressourcensteuerung), eine freigegebene RRC-Verbindung, eine abnormale Freigabe, einen Übergabefehler oder einen Anrufabbruch.
  • Beispiel 20A ist das Verfahren aus Beispiel 18A oder 19A, das ferner Folgendes aufweisen kann: Bestimmen auf der Grundlage der Performanzmessung, dass der D-LBO ein Ziel nicht erfüllt; und als Reaktion auf die Bestimmung, dass der D-LBO ein Ziel nicht erfüllt, Aktualisieren einer Richtlinie oder Optimieren einer Verkehrslastverteilung auf benachbarte Zellen.
  • Beispiel 21A ist ein Verfahren, das folgendes aufweist: Sammeln von Last-Leistungsmessungen; und Optimieren einer Verkehrslastverteilung zwischen benachbarten Zellen auf der Grundlage der Last-Leistungsmessungen, wobei die Optimierung der Verkehrslastverteilung das Ändern eines Übergabeparameters oder eines Neuauswahlparameters aufweist.
  • Beispiel 22A ist das Verfahren von Beispiel 21A, das ferner das Senden einer Anforderung zur Aktualisierung virtualisierter Ressourcen aufweisen kann.
  • Beispiel 23A ist das Verfahren von Beispiel 21A oder 22A, wobei die Last-Leistungsmessungen einen Indikator für die Funkressourcennutzung, einen Lastindikator, einen Indikator für die verfügbare Kapazität oder eine Messung der Übertragungsnetzwerkschicht (TNL) aufweisen können.
  • Beispiel 24A ist das Verfahren aus den Beispielen 21A bis 23A, das ferner Folgendes aufweisen kann: Aktualisieren eines Übergabeparameters oder eines Wiederauswahlparameters als Reaktion auf das Bestimmen, dass eine Lastverteilung-Optimierung (LBO) ein Ziel nicht erreicht.
  • Beispiel 25A ist ein oder mehr nicht-transitorische computerlesbare Medien, die Anweisungen aufweisen, die eine elektronische Vorrichtung bei der Ausführung der Anweisungen durch einen oder mehrere Prozessoren die elektronische Vorrichtung dazu veranlassen: lastbezogene Informationen für eine Mehrzahl von benachbarten Zellen zu analysieren; auf der Grundlage der Analyse der lastbezogenen Informationen einen Lastverteilungsvorgang durchzuführen, der eine Optimierung der Zellwiederauswahl oder eine Optimierung der Übergabeparameter und Aktionen aufweist; eine Benachrichtigung zu erzeugen, die anzeigt, dass sich die Wiederauswahl- oder Übergabeparameter geändert haben, oder die anzeigt, dass eine Aktualisierung der virtualisierten Ressourcen erforderlich ist; eine verteilte Lastverteilung-Optimierung (Distributed-Load-Balancing Optimization, D-LBO) auf der Grundlage einer Performanzmessung zu bewerten; auf der Grundlage der Performanzmessung zu bestimmen, dass das D-LBO ein Ziel nicht erfüllt; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass das D-LBO ein Ziel nicht erfüllt, eine Richtlinie zu aktualisieren oder eine Verkehrslastverteilung auf benachbarte Zellen zu optimieren.
  • Beispiel 26A ist das computerlesbare Medium von Beispiel 25A, wobei die Aktualisierung einer Richtlinie das Aufrufen einer Managed Object Instance (MOI) aufweisen kann.
  • Beispiel 27A ist ein oder mehr nicht-transitorische computerlesbare Medien, die Befehle aufweisen, um eine elektronische Vorrichtung bei der Ausführung der Befehle durch einen oder mehrere Prozessoren eine elektronische Vorrichtung zu veranlassen: Lastleistungsmessungen zu sammeln; und auf der Grundlage der Lastleistungsmessungen eine Verkehrslastverteilung unter benachbarten Zellen zu optimieren, wobei die Optimierung der Verkehrslastverteilung das Ändern eines Übergabeparameters oder eines Wiederauswahlparameters aufweist; einen Übergabeparameter oder einen Wiederauswahlparameter als Reaktion auf die Feststellung zu aktualisieren, dass eine Lastverteilung-Optimierung (LBO) ein Ziel nicht erfüllt; und eine Anforderung zur Aktualisierung virtualisierter Ressourcen zu senden.
  • Beispiel 28A ist das computerlesbare Medium aus Beispiel 27A, wobei die Messungen der Verkehrslastleistung Funkressourcennutzung, einen Indikator für die verfügbare Kapazität, Lastindikatoren, PRB (Composite Available Capacity Physical Resource Block) und/oder TNL (Transmission Network Layer) Messungen aufweisen können.
  • Jedes der oben beschriebenen Beispiele kann mit jedem anderen Beispiel (oder einer Kombination von Beispielen) kombiniert werden, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben. Die vorstehende Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen dient der Veranschaulichung und Beschreibung, soll aber nicht erschöpfend sein oder den Umfang der Ausführungsformen auf die genau angegebene Form beschränken. Modifikationen und Variationen sind im Lichte der obigen Lehren möglich oder können aus der Praxis verschiedener Ausführungsformen gewonnen werden.
  • Obwohl die Offenbarung insbesondere unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden ist, sollte es von den Fachleuten verstanden werden, dass darin verschiedene Änderungen in Form und Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen. Der Umfang der Offenbarung wird also durch die beigefügten Ansprüche angegeben, und alle Änderungen, die in den Sinn und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, sollen daher einbezogen werden.
  • 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
    • US 62/883536 [0001]

Claims (10)

  1. Vorrichtung eines Neuer Funk(NR)-Netzwerkes, aufweisend: einen Speicher; und Verarbeitungsschaltung, die operativ mit dem Speicher gekoppelt und so eingerichtet ist, dass sie als D-LBO-Managementfunktion (D-LBO = Distributed Load Balancing Optimization - verteilte Lastverteilung-Optimierung) arbeitet, wobei die Verarbeitungsschaltung, wenn sie so eingerichtet ist, dass sie als D-LBO-Verwaltungsfunktion arbeitet: einen Managementdienst für die Bereitstellung einer Netzfunktion (NF) mit einer Managed Object Instance (MOI)-Operation zu nutzen, um eine Richtlinie einer D-LBO-Funktion einzurichten; den Managementdienst für die NF-Bereitstellung mit der (MOI-)Operation zu nutzen, um die D-LBO-Funktion zu aktivieren; eine Benachrichtigung von der D-LBO-Funktion zu erhalten, wobei die Benachrichtigung angibt, dass die Zellwiederauswahl-/Übergabeparameter geändert wurden und/oder dass eine Aktualisierung der virtualisierten Ressourcen erforderlich ist; Leistungsmessungen zu sammeln, um die Leistung der D-LBO-Funktion zu bewerten; und die Messungen zu analysieren, um eine oder mehrere Aktionen zu bestimmen, die zur Optimierung der D-LBO-Leistung durchzuführen sind; wobei optional die MOI-Operation eine modifyMOIAttributes-Operation ist.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die D-LBO-Funktion, nachdem sie aktiviert wurde, eingerichtet ist: eine oder mehrere Lastverteilungsaktionen durch Optimierung der Zellwiederauswahl-/Handover-Parameter und Handover-Aktionen durchzuführen; lastbezogene Informationen zu analysieren, um die Lastverteilung-Optimierung durch Optimierung der Zellwiederauswahl-/Übergabeparameter und der Handover-Aktionen durchzuführen; einen Erbringer von Management-Diensten für NF-Bereitstellung zu bitten, eine Benachrichtigung zu senden; wobei die optionale Optimierung der Zellwiederauswahl-/Übergabeparameter und Handover-Aktionen das Auslagern von Benutzergeräten (UEs) in benachbarte Zellen aufweist; oder wobei optional die Benachrichtigung notifyMOIAttributeValueChange anzeigt, dass die Wiederwahl-/Handover-Parameter geändert wurden; und/oder eine Aktualisierung der virtualisierten Ressourcen erforderlich ist.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die D-LBO-Richtlinie einen Schwellenwert und ein Ziel angibt; wobei optional nach dem Sammeln der Performanzmessungen, wenn die D-LBO-Leistung das Ziel nicht erreicht, die Verarbeitungsschaltung: den Management-Dienst für die NF-Bereitstellung mit der Operation modifyMOIAttributes nutzt, um die Richtlinie zu aktualisieren; oder die Verkehrslastverteilung auf benachbarte Zellen optimiert; wobei ferner optional zur Optimierung der Verkehrslastverteilungen die Verarbeitungsschaltung die D-LBO-Funktion deaktiviert und die Zellwiederauswahl-/Übergabeparameter ändert; und einen Network Functions Virtualization Orchestrator (NFVO) anfordert, um die virtualisierten Ressourcen zu ändern.
  4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Performanzmessungen eine Anzahl von RRC (Radio Resource Control - Funkressourcensteuerung)-Verbindungseinrichtungen, Freigaben, Übergabefehlern und/oder Anrufabbrüchen aufweisen; und/oder wobei die Vorrichtung ein NodeB (gNB) der nächsten Generation ist.
  5. Vorrichtung eines Neuer Funk(NR)-Netzwerkes, die Vorrichtung aufweisend: einen Speicher; und eine Verarbeitungsschaltung, die operativ mit dem Speicher gekoppelt und so eingerichtet ist, dass sie als zentralisierte C-LBO-Funktion (Load Balancing Optimization - Lastverteilung-Optimierung) arbeitet, wobei die Verarbeitungsschaltung, wenn sie so eingerichtet ist, dass sie als C-LBO-Funktion arbeitet: Verkehrslastleistungsmessungen oder Schwellenwertüberschreitungsmessungen sammelt; und die Messungen analysiert, um eine oder mehrere Aktionen zur Optimierung der Verkehrslastverteilung auf benachbarte Zellen zu bestimmen; und wobei zur Optimierung der Verkehrslastverteilung zwischen benachbarten Zellen die C-LBO-Funktion eingerichtet ist: eine Managed Object Instance (MOI)-Operation aufzurufen, um einen oder mehrere Zellwiederauswahl-/Übergabeparameter zu ändern; und einen Network Functions Virtualization Orchestrator (NFVO) zur Aktualisierung virtualisierter Ressourcen aufzufordern; leistungsbezogene LBO-Messungen zu sammeln; und die LBO-Leistungsbezogenen Messungen zu analysieren, um die LBO-Leistung zu bewerten.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die MOI-Operation eine modifyMOIAttributes-Operation ist; und/oder wobei, wenn die LBO-Leistungsmessungen ein Ziel nicht erreichen, die Verarbeitungsschaltung: eine modifyMOIAttributes-Operation aufzurufen, um den einen oder mehr Parameter zu aktualisieren oder zu ändern; und das NFVO zu bitten, die virtualisierten Ressourcen zu aktualisieren.
  7. Vorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die Messungen der Verkehrslastperformanzmessungen Funkressourcennutzung, Lastindikatoren, PRB-Messungen (Composite Available Capacity Physical Resource Block) und/oder TNL-Messungen (Transmission Network Layer) aufweisen; und/oder wobei die Verarbeitungsschaltung die Erfassung der Verkehrslastlei stungsmessungen oder Schwellenwertüberschreitungsmessungen von einem oder mehreren NodeBs der nächsten Erzeugung (gNBs) übernimmt.
  8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der eine oder die mehr Parameter Übergabe- und/oder Wiederwahlparameter aufweisen.
  9. Ein oder mehrere nicht-transitorische computerlesbare Medien, die Instruktionen aufweisen, um eine elektronische Vorrichtung bei Ausführung der Instruktionen durch einen oder mehr Prozessoren der elektronischen Vorrichtung dazu zu veranlassen: lastbezogene Informationen für eine Mehrzahl von benachbarten Zellen zu analysieren; auf der Grundlage der Analyse der belastungsbezogenen Informationen einen Lastverteilungsvorgang durchzuführen, der eine Optimierung der Zellenneuwahl oder eine Optimierung der Übergabeparameter und Aktionen aufweist; eine Benachrichtigung zu erzeugen, die anzeigt, dass sich die Neuauswahl- oder Übergabeparameter geändert haben, oder die anzeigt, dass eine Aktualisierung der virtualisierten Ressourcen erforderlich ist; eine verteilte Lastverteilung-Optimierung (D-LBO) auf der Grundlage einer Performanzmessung zu bewerten; auf der Grundlage der Performanzmessung zu bestimmen, dass der D-LBO ein Ziel nicht erreicht; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die D-LBO ein Ziel nicht erfüllt, eine Richtlinie zu aktualisieren oder eine Verkehrslastverteilung auf benachbarte Zellen zu optimieren; wobei das optionale Aktualisieren einer Richtlinie das Aufrufen einer Managed Object Instance (MOI) aufweist.
  10. Ein oder mehr nicht-transitorische computerlesbare Medien, die Anweisungen aufweisen, um eine elektronische Vorrichtung bei Ausführung der Anweisungen durch einen oder mehr Prozessoren der elektronischen Vorrichtung dazu zu veranlassen: Messungen der Lastleistung zu sammeln; und Optimieren einer Verkehrslastverteilung zwischen benachbarten Zellen auf der Grundlage der Lastperformanzmessungen, wobei die Optimierung der Verkehrslastverteilung das Ändern eines Übergabeparameters oder eines Neuauswahlparameters aufweist. Aktualisieren eines Handover-Parameters oder eines Neuauswahlparameters als Reaktion auf die Feststellung, dass eine Lastverteilung-Optimierung (LBO) ein Ziel nicht erreicht; und Senden einer Anfrage zur Aktualisierung virtualisierter Ressourcen; wobei die Verkehrslastleistungsmessungen optional Funkressourcennutzung, Belastungsindikatoren, Messungen der zusammengesetzten verfügbaren Kapazität des physischen Ressourcenblocks (PRB) und/oder Messungen der Übertragungsnetzwerkschicht (TNL) aufweisen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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