用于接入和回传的异构自组织网络的制作方法
【专利说明】用于接入和回传的异构自组织网络
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年9月25日提交的、题为“多接入和回传无线系统和方法(Mult1-Access and Backhaul Wireless Systems and Methods) ” 的美国临时专利申请N0.61/705440的优先权，要求于2012年10月25日提交的、题为“用于具有回传的无线基站的软件定义联网方法(Software Defined Networking Approach for Wireless BaseStat1n with Backhaul) ”的美国临时专利申请N0.61/718503的优先权，要求于2012年11月13日提交的、题为“无线电网络中基于位置的PCI选择的新方法(Novel method oflocat1n based PCI select1n in rad1 networks) ”的美国临时专利申请N0.61/725865的优先权，要求于2012年11月21日提交的、题为“使用S0N、UE位置和功率信息的动态频率选择(Dynamic Frequency Select1n Using SON，UE Locat1n and Power Informat1n)，，的美国临时专利申请N0.61/729158的优先权，要求于2012年11月23日提交的、题为“由单一 Ran 对单一云节点进行动态发现(Dynamic Discovery of Un1-Cloud Node byUn1-Ran)”的美国临时专利申请N0.61/729489的优先权，要求于2013年3月14日提交的、题为“针对网络资源的自动接入和回传角色切换(Automatic Access and BackhaulRole Switch for Networking Resources) ” 的美国临时专利申请 N0.61/783193 的优先权，要求于2013年3月14日提交的、题为“动态更改基站操作参数的方法(Method ofDynamically Altering Operat1nal Parameters of a Base Stat1n)，，的美国临时专利申请N0.61/784002的优先权，要求于2013年3月15日提交的、题为“针对无线电节点的开始序列和配置(Start-Up Sequence and Configurat1n for Rad1 Node)” 的美国临时专利申请N0.61/793351的优先权，并且要求于2013年9月12日提交的、题为“用于接入和回传的异构自组织网络(Heterogeneous Self-Organizing Network for Access andBackhaul) ”的美国专利申请N0.14/024717的优先权，这些专利申请的全部内容通过引用被合并于此。
技术领域
[0003]本申请涉及在网状通信网络中执行自组织技术的系统和方法。本文所公开的自组织网络(“SON”)模型具有对无线、网状通信网络进行自优化、自修复或自配置的能力。
【背景技术】
[0004]跟上消费者对无线通信网络的需求的步伐所需的总的资本支出显著增长。由于无线网络变得越来越复杂且越来越无所不在，因此与建立、配设并且维护这些网络相关联的成本持续上升。这些成本持续上升的原因之一是建立、管理和维护这些网络需要高水平技术。从网络设计的初期阶段直到确保可操作性的更加平凡的工作，技术熟练的人员在无线网络的持续运作中扮演了重要角色。
[0005]最近，无线通信提供商已经开始使用自配置、自优化和自修复的SON技术将与网络配设和维护相关联的任务中的一些任务自动化。SON解决方案主要被实现在eNodeB的LTE接入部分或者中央管理节点内，但未被实现在eNodeB的回传(backhaul)部分。eNodeB是LTE站中的组合无线电接口和无线电网络控制器。
[0006]这些现有实现方式具有缺点，例如，因为当SON技术只出现在eNodeB层时，每个eNodeB对于整个网络只有有限的视野。在大多数网络中，eNodeB看不到网络操作参数及其外部的环境状况。因此，eNodeB在做出动态操作更改的能力方面通常有限。类似地，当中央管理节点实现SON技术时，传统的流程涉及网络管理节点向操作管理节点询问在其操作控制下的任何eNodeB是否正经历干扰。为了回答该问题，操作管理节点对在其控制下的eNodeB进行查询。一旦它从在其管理下的每个eNodeB接收到所有的响应，则它对这些数据进行编译并且做出关于它是否应该命令任意eNodeB更改操作参数的决定。
[0007]目前所采用的SON实现方式的类型主要关注自动配设和干扰抑制。在当前的部署中，网络资源(例如，W1-Fi和3G/4G天线以及以太网链路)被配置为接入或回传。一般地，该角色在产品的寿命期间是保持不变的。如果SON模块可以被用来使得这些角色更加动态，则网络可以更加灵活并且可以动态地配设它们自己，以克服网络隔离并且最大化网络效率。
[0008]在另一示例中，如果频带的某一部分具有被置于其上的发送功率限制，则网络运营商通常不会使用该部分频带，因为为某些子信道或子载波频率创建不同的功率简档(profile)具有挑战性。通常在频带的一部分上设置限制以避免干扰。这些限制可以例如增加缓冲区、创建保护带等。电子部件的频带性质使得难以使用静态电子部件在该带内对某些子载波频率或子信道的功率进行控制。然而，如果SON技术可以被用于该场景，则可能从具有限制的频带获取更多容量。
[0009]尽管鉴于SON当网络中出现问题时降低解决问题的时间的能力和降低成本的能力，SON的概念明显是具有吸引力的，但需要将SON的原理应用到更宽泛的无线通信协议、频率范围、接入和回传等。类似地，期望通过以混合的方式在特定网络内利用不同技术、协议、网络路径的各自优势并且基于实时来设计能够将不同技术、协议、网络路径等进行集成的SON模块。此外，在节点比传统网络中更加自主的网状网络中，将SON能力添加到网状拓扑也将增强这些网络的性能。
【发明内容】
[0010]本申请公开了自组织网络实施例，这些自组织网络实施例可以被实现于异构网状网络中或空白频段(white-space)网状网络中。在本文所描述的实施例中，处理器接收针对网状网络的环境状况。处理器可能已经对环境状况进行了测量，或者它可能已经从其他地方(例如，内部存储的信息、邻近节点、位于计算云中的服务器、网络元件、用户设备(“UE”)，等等)接收到了环境状况。在接收到环境状况之后，处理器对其进行评估，并且确定网状网络内的操作参数是否应该被更改以优化网络性能。在对环境状况进行评估之后，处理器对操作参数进行调整以创建对环境状况的可观测的更改。
[0011]在实施例中，存在用于促进对异构网状网络内的操作参数进行自动调整的计算机实现方法，该方法包括如下步骤:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(C)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改。
[0012]在一些实施例中，从包括如下项的群组中选择环境状况:干扰测量、容量测量、频谱效率测量、路由路径、网络拥塞测量、吞吐量测量、延时测量、覆盖间隙、信噪比、服务质量测量、频谱的可用部分、负载均衡测量、无线电承载利用率值、运行的异构网状网络的状态、异构网状网络内的多RAT节点的状态、关于多RAT节点的识别信息、异构网状网络内的有线连接的状态、频率限制、对邻近多RAT节点的信号强度测量、加入异构网状网络的请求、或隐藏节点的存在性。
[0013]在其他实施例中，从包括如下项的群组中选择环境状况:多RAT节点识别号码、存储于多RAT节点中的软件的识别号码、安全参数、多RAT节点的位置、多RAT节点的配置证书(certificate)、操作频率、或切换请求。在替代的实施例中，从包括如下项的群组中选择环境状况:从用户设备到多RAT节点的距离(range)、用户设备的行进方向、用户设备的行进速度、用户设备的信号强度、用户设备的位置、存储于用户设备上的地图应用、或操作信道。
[0014]在附加的实施例中，从包括如下项的群组中选择操作参数:功率等级、信道、子信道、频带、子载波频率、频谱分配、接入配置、回传配置、客户端角色、服务器角色、自配置实例、路由路径、IP地址、完全合格的域名、动态主机配置协议地址、网络提供商配置、或异构网状网络内的参与状态。
[0015]在另一实施例中，存在用于促进对异构网状网络内的操作参数进行自动调整的计算机实现方法，该方法包括如下步骤:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(C)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改，其中，环境状况是用来建立异构网状网络的请求，并且操作参数是动态主机配置协议。
[0016]在另一实施例中，存在用于促进对异构网状网络内的操作参数进行自动调整的计算机实现方法，该方法包括如下步骤:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(c)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改，其中，环境状况是用来加入异构网状网络的请求，并且操作参数是自配置实例、IP地址、接入配置或回传配置。
[0017]在附加的实施例中，存在用于促进对异构网状网络内的操作参数进行自动调整的计算机实现方法，该方法包括如下步骤:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(C)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改，其中，环境状况是异构网状网络内的有线连接的状态，并且操作参数是回传配置。
[0018]在另一实施例中，存在用于促进对异构网状网络内的操作参数进行自动调整的计算机实现方法，该方法包括如下步骤:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(C)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改，其中，环境状况是容量测量，并且操作参数是接入配置、回传配置、网络提供商配置、或频带。
[0019]在替代的实施例中，存在用于促进对异构网状网络内的操作参数进行自动调整的计算机实现方法，该方法包括如下步骤:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(C)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改，其中，环境状况是容量测量、服务质量测量、或频谱效率测量，并且操作参数是频带。
[0020]在附加的实施例中，存在用于促进对异构网状网络内的操作参数进行自动调整的计算机实现方法，该方法包括如下步骤:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(C)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改，其中，环境状况是异构网状网络内的用户设备的位置测量或信号强度测量，并且操作参数是信道、子信道、或子频率载波。
[0021]在进一步实施例中，存在用于促进对异构网状网络内的操作参数进行自动调整的计算机实现方法，该方法包括如下步骤:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(C)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改，其中，环境状况是运行的异构网状网络的状态，并且操作参数是客户端角色或服务器角色。
[0022]在附加的实施例中，存在用于促进对异构网状网络内的操作参数进行自动调整的计算机实现方法，该方法包括如下步骤:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(C)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改，其中，环境状况是隐藏节点的存在性，并且操作参数是信道。
[0023]在替代的实施例中，存在用于促进对异构网状网络内的操作参数进行自动调整的计算机实现方法，该方法包括如下步骤:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(C)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改，其中，环境状况是第三方环境状况或第三方操作参数。
[0024]在进一步实施例中，存在用于促进对异构网状网络内的操作参数进行自动调整的计算机实现方法，该方法包括如下步骤:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(C)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改，还包括更改操作参数。
[0025]在附加的实施例中，存在用于促进对异构网状网络内的操作参数进行自动调整的计算机实现方法，该方法包括如下步骤:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(C)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改，其中，对环境状况进行评估还包括如下步骤:(a)形成完全合格的域名(“FQDN”)，该FQDN具有被嵌入其中的位置；(b)查询域名服务器(“DNS”)以确定是否存在范围内的计算云服务器；(c)创建范围内的至少一个计算云服务器的列表；(d)将FQDN与范围内的至少一个计算云服务器的主机名称进行匹配；(e)生成匹配值；以及(f)基于匹配值从范围内的至少一个计算云服务器中选择预期的计算云服务器。
[0026]在替代的实施例中，存在用于促进对异构网状网络内的操作参数进行自动调整的计算机实现方法，该方法包括如下步骤:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(C)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改，还包括对预期的计算云进行认证。在该实施例的变体中，可以存在附加的实施例，该附加的实施例还包括生成用来确定预期的计算云是否应该被选择的黑名单。
[0027]在附加的实施例中，存在一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质在其上存储包括指令的计算机程序，当这些指令被计算机系统运行时使得计算机系统执行如下操作，包括:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(C)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改。
[0028]在附加的实施例中，存在一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质在其上存储包括指令的计算机程序，当这些指令被计算机系统运行时使得计算机系统执行如下操作，包括:(a)接收针对异构网状网络的环境状况；(b)将环境状况存储于存储器中；(C)对环境状况进行评估；以及(d)基于环境状况来确定操作参数是否应该被调整，其中，对操作参数的调整对网络产生外部可观测的更改。
[0029]在附加的实施例中，存在用于确定UE是否应该将其服务从基站切换到多RAT节点的计算机实现方法，该方法包括如下步骤:(a)在多RAT节点处接收来自UE的信号，其中，该信号包含足以指示该UE在该多RAT节点的范围内的信息；(b)从UE获取启发式信息，其中，从包括如下项的列表中选择所述启发式信息:通过第一时间间隔所行进的距离、通过第二时间间隔的平均速度、存储于UE内的内部存储器中的目的地、附近道路的速度限制测量、UE可能行进的可能方向、服务基站的信号强度测量、以及针对多RAT节点的信号强度测量；(c)创建UE的位置简档；⑷将该位置简档存储于多RAT节点内的存储器中