(应用层)、控制面或控制层、以及管理面或管理层架构。该定制设计架构驻留在本发明的多RAT节点和计算云内。
[0076]在我们的定制设计架构300中，我们增加了提取(abstract1n)层340、SON模块330，此外，将定制化添加到其他模块中以使得它们能够与提取层340和SON模块330进行互操作。具体地，我们的定制设计架构300包括管理层380、应用层310、控制层320以及提取层340。提取层340通信上被耦合于多RAT节点210、220、230中的至少一个无线电。例如，图3的实施例示出三种多接入技术无线电，图3的实施例可以在本发明的多RAT节点210、220、230上进行操作。这些无线电之一是LTE无线电370。一种是W1-Fi无线电360。并且第三种是无线电技术X 350，这是指当前已知或未来使用的无线电技术。已知的无线电技术的示例可以是点到点微波无线电链路。一旦单个节点内存在至少两种无线电接入技术，则该节点成为本文所描述的多RAT节点。从图3可以看出，可以添加附加的无线电350来创建具有任何已知或未来使用的无线电接入或回传技术的多RAT节点。
[0077]提取层340将常用的API接口提供给其上面的层。提取层340从其下方的每个无线电接收数据，并且将那些数据转换为协议不可知数据。在一些实施例中，为了执行网络优化，SON模块330与被存储于计算云240中的服务器、处理器等上的免费SON模块进行接口。
[0078]关于控制层320内的模块的定制化，流量控制模块325具有无需考虑无线电接入技术而基于优先级来创建数据队列的灵活性。自动邻居关系管理模块326作为多种无线电接入技术之间的接口，以使得特定网状网络内的邻居知道由该网络内的每个节点所提供的各种资源。
[0079]在一些实施例中，为了优化网络操作状况，功率管理模块324和/或无线电资源管理模块322可以与SON模块330进行接口，以增加或减小功率、更改信道等。在实时或接近实时的基础上执行这些更改，这实质上增强了网络性能。
[0080]为了说明，假设定制设计架构300在具有两种无线电技术(LTE 370和W1-Fi 360)的多RAT节点上操作。在该实施例中，可以通过LTE无线电370来接收数据。这些数据可以在LTE无线电370的I层中被接收。它们将通过2层和3层向上行进到提取层340。提取层340可以从数据分组中提取出LTE具体信息，并且将协议不可知数据流发送至控制层320。控制层320然后会决定路由，在该情形中路由可以通过LTE无线电370或W1-Fi无线电360。在本发明的实施例中，多RAT节点使用并创建分布式路由协议，这些分布式路由协议通过提取层340来执行L2桥接。
[0081]从高层次角度来看，当SON模块的实施例在处理器上被运行时，它们执行如下步骤:对环境状况进行测量、将环境状况存储于存储器中、对环境状况进行评估、以及基于环境状况确定操作参数是否应该被更改。如果SON模块仅在多RAT层次被运行，则多RAT节点的硬件将执行这些方法步骤。例如，如果环境状况是邻近节点的信号强度测量，则多RAT节点内的接收机可以对其邻居的信号强度进行测量。
[0082]如果SON模块从计算云内被运行，则计算云中的SON模块可以从其管理的网络内的多RAT节点、从内部存储的存储器、或通过对与计算云在通信上耦合的附加网络元件进行查询来获取对环境状况的测量。例如，如果环境状况是服务质量测量，则计算云可以从EPC (演进的分组核心)获取该信息。
[0083]某些系统状况影响网络性能，这是本领域所熟知的。我们将这些状况称为“环境状况”。尽管我们已经列出了影响网络性能的许多环境状况，但该列表不旨在穷尽，只是对本领域技术人员所理解的关于环境状况对网络性能的影响的举例说明。
[0084]在各种时间点，网状网络可以包括多RAT节点、通信上被耦合于多RAT节点的用户设备，和/或计算云。因此，从网络的角度，对于网状网络中的所有这些参与者，环境状况和操作参数都存在。
[0085]在一些实施例中，多RAT节点具有混合式SON功能，该混合式SON功能提供通过对环境状况进行测量、确定或评估所收集到的智能。在替代的实施例中，计算云内的SON模块从较高的网络角度进行操作，从而为网络提供SON功能，其中，所述网络包括具有接入能力和回传能力的多RAT节点。在替代实施例中，这些SON模块可以以分层的方式一起工作。例如，部分操作数据缓存可以被维护于多RAT节点的硬件中，而SON功能的下一层次可以由位于计算云内的模块来提供。在SON模块的替代实施例中，位于计算云服务器上的SON模块可以通过对其下的多个小小区进行管理而作为伞状宏，而这些小小区同时由位于宏网络层次处的另一服务器上的SON模块进行管理。
[0086]图4示出了本文所描述的SON模块的实施例的一般步骤，8卩:接收(410)环境状况；存储(415)环境状况；评估(420)环境状况；确定(430)是否应该修改操作参数；以及改变(435)环境状况。这些一般步骤针对大量实施例被执行，而无论包含被运行的SON模块的处理器是位于多RAT节点210、220、230中还是位于计算云240中的服务器上。如果SON模块位于计算云240中的服务器上，则如先前所讨论的，其可以通过查询多RAT节点210、220,230, EPC等来测量环境状况。
[0087]与异构网状网络有关的环境状况中的一些环境状况包括: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、无线电承载利用率值、频谱的可用部分、负载均衡测量、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、或隐臧节点的存在性，等等。
[0088]在替代的实施例中，可以将本文所描述的SON模块与具有其自己的环境状况集和操作参数集的外部第三方网络进行协调。这些第三方环境状况或第三方操作参数可以是本文所描述的关于SON网络的任意环境状况或操作参数。在这些实施例中，基于XML的接口可以促进本文所描述的包含SON模块的计算云服务器或多RAT节点与第三方网络之间的通信。当SON模块接收到第三方环境状况或第三方操作参数(例如，操作频率)时，它可以(例如，通过将与多RAT节点接近第三方网络有关而可能经历干扰的该多RAT节点的操作频率进行更改)对其自己的内部网络中的操作参数进行调整。本文所描述的SON网络与第三方网络之间的协调可以(例如，通过抑制干扰、协调切换、共享未使用的频谱，等)为SON网络和第三方网络二者之间更多的利用资源进行服务。
[0089]特定于多RAT节点的环境状况包括: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、认证请求、操作频率、或切换请求，等等。
[0090]与由多RAT节点服务的具体用户设备有关的环境状况也可以被测量，并且被中继到网状网络中的多RAT节点。也可以通过所公开的SON实施例进行处理的这些环境状况中的一些环境状况包括:从用户设备到多RAT节点的距离、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，等等。
[0091]前面提到的环境状况可以由多RAT节点210、220、230来测量。可以在在计算云240中或多RAT节点210、220、230上的处理器内计算这些环境状况。类似地，这些环境状况可以被存储于计算云240中或多RAT节点210、220、230中的缓存存储器中。
[0092]可以被调整的操作参数包括: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、服务器、路由路径、IP地址、自配置实例、完全合格的域名(“FQDN”)、动态主机配置协议(“DHCP”)地址、回传配置、网络提供商(例如，AT&T、Verizon、T-Mobile，等等)、网状网络内的参与情况，等等。
[0093]在运行图4中所描绘的步骤之后，本文所公开的SON模块的实施例可以更改全套操作参数以自动增强网络性能。例如，并且不限制权利要求的范围，SON模块实施例可以执行如下功能:⑴节点配设；⑵通过更改操作参数进行网络优化；⑶从接入到回传切换角色；(4)在网络内重新分配未充分利用的频谱；(5)协调切换；(6)使用空白频段频率；
(7)当限制被置于频带上时，使用该频带；(8)决定是否连接到小小区；(9)通过使用客户端-服务器认证来对新节点进行认证；以及(10)解决“隐藏节点”问题。
[0094](I)节点配设
[0095]在一些实施例中，可以以如下方式对节点进行配设:可以使用SON模块来完成设置新网络，这与当前完成的使用人工配设技术相反。本发明的实施例可以被各个网络提供商用在大量地理位置，虽然配置文件可能基于网运营商的身份识别或网状网络的地理位置而稍微不同。提供节点配设的SON功能模块可以利用合适的配置文件对新设备进行自动配设，该配置文件考虑了网络运营商和网状网络的地理位置。此外，这些SON模块可以动态地发现计算云240并且连接到计算云240。
[0096]在具有该SON模块的实施例中，多RAT节点可以出自如下厂商:具有存储于内部存储器中的最小配置文件，以及作为本文所公开的异构网状网络中的网状节点进行操作所必需的初始软件。最小配置文件可以例如包括:节点ID、预配置FQDN、授权信息、安全参数(例如，证书)、以及回传配置信息。可以通过采用SON模块实施例，利用与地理位置和网络提供商信息有关的配置数据对这些新节点进行编程。在该实施例中，多RAT节点可以具有无线电发现模块和配置下载模块，其中，无线电发现模块允许该多RAT节点对范围内的其他无线电节点进行识别并且与它们进行通信，配置下载模块基于节点意图进行操作的位置来设置其余的配置参数。进一步的实施例可以提供足以使得多RAT节点只使用非授权频率与其对等方进行通信的配置信息，从而允许多RAT节点获取包括与位置有关的授权信息在内的进一步的配置信息。例如，该配置下载模块可以通过GPS、来自范围内的其他无线电的位置报告、预设信息等来确定节点的地理位置。
[0097]在该实施例中，新节点可以具有被存储于内部存储器中的预设工厂默认配置。实现这些实施例的SON模块遵从参照图4所概述的一般方法步骤。具体地，在节点被上电之后，它可以接收(410)并且存储(415)环境状况(例如，节点是否对现有网状网络进行检测、关于节点的识别信息、邻近节点的信号强度，等等)。可以由多RAT节点中的接收硬件来做出这些测量。在接收(410)并且存储(415)环境状况之后，SON模块实施例可以使用多RAT节点内的处理器来评估(420)环境状况，并且确定(430)是否应该调整操作参数。在该实施例中，可以被调整的操作参数的示例为IP地址、被存储于使用被配置或被发现的DNS服务器的计算云上的管理模块的FQDN，等等。为了配设新的小小区或网络，可能多于一次地执行该实施例的步骤。
[0098]关注更改FQDN，本SON发明的该实施例允许多RAT节点210、220、或230对与其进行连接的计算云240的选择进行优化。具体地，期望多RAT节点210、220、或230连接到其能找到的最近的计算云240，因为计算云240越近，网络中的延时越小。在该实施例中，多RAT节点210、220、或230可以接收(410)环境状况(例如它的位置)，这可以从内部GPS、来自范围内的其他无线电的位置报告、预设信息，等接收。在多RAT节点210、220、或230接收到(410)位置信息之后，它将该信息存储(415)于内部存储器中(如果该信息未被存储的话，例如预设位置信息的情形)。
[0099]一旦多RAT节点210、220、或230已确定其位置，则多RAT节点210、220、或230可以基于其位置对其应该连接到哪个计算云240进行评估(420)。评估(420)可以按照如下方式发生:(I)多RAT节点210、220、或230可以利用嵌入其中的它的位置来形成FQDN ； (2)多RAT节点210、220、或230然后可以对DSN服务器进行查询以确定是否存在为其区域进行服务的计算云240 ;(3)多RAT节点210、220、或230可以经历DNS程序(例如，NAPTR)来创建其可以连接到的候选计算云240的列表；(4)多RAT节点210、220、或230然后可以将其初始的FQDN与关联于候选计算云240的主机名称进行匹配以选择出最长的匹配，即，主机FQDN中的匹配标签的数目；以及(5)多RAT节点210、220、或230可以利用最长的匹配对计算云240进行认证。一旦执行了这些步骤，多RAT节点210、220、或230可以确定(430)其是否应该更改操作参数(例如，FQDN) ο如果多RAT节点210、220、或230确定(430)其应该更改其FQDN，则其可以更改(435)FQDN。
[0100]在替代的实施例中，如果存在多RAT节点210、220、或230可以连接的多于一个的最佳计算云240，则多RAT节点210、220、或230可以包含附加的SON功能，该SON功能允许多RAT节点210、220、或230考虑两个或更多个最佳计算云240之间的负载均衡。类似地，如果多RAT节点210、220、或230不能与其针对计算云240的第一选择进行连接，则其可以选择尝试与来自上述列表的次优候选计算云240进行连接。
[0101]在替代的实施例中，多RAT节点210、220、或230可以将与其未能连接到的计算云240有关的信息进行存储。该“黑名单”可以由网络内对多RAT节点210、220、或230的位置进行评估(410)以确定(430)其FQDN的任意多RAT节点210、220、或230使用。一旦计算云240已被置于黑名单，则其可以不作为可行的计算云候选而被移除一段时间(被称为失效间隔(dead interval))。可以以许多方式来确定失效间隔。失效间隔可以是预定的时间间隔。可以使用指数式的逐步后退(back-off)机制来得出失效间隔，使得:来自候选计算云240的故障越多，该节点被置于黑名单中的时间越长。在替代的实施例中，多RAT节点210、220、或230可以利用被置于黑名单中的计算240来执行周期性带外信号发送(out-of-bandsignaling)，以确定其是否可达到并且是否正常运作。在替代的实施例中，可以将带外通信与指数的逐步后退方法相结合以创建基于启发的方法。
[0102]为了使得无线电网络从部署角度更加灵活，可能期望引入节点发现机制，该节点发现机制允许多RAT节点在网络元件被插入时发现这些网络元件。该节点发现模块能力可以是本文针对节点配设所描述的SON模块实施例的一部分。可选地，节点发现能力可以被用来对具有有线回传链路的网络节点进行定位。图5示出了该实施例的节点发现SON模块的步骤。
[0103]参照图5，新的多RAT节点可以在I层广播(510)识别信息(例如，其节点ID)。此外，新的多RAT节点可以进行扫描以查看其是否可以定位其他节点。在该步骤中，新的多RAT节点的接收设备对活动的发送机进行监听(515)，以确定其范围内或附近是否存在其他节点。网络内的每个节点可以例如在控制时隙上广播其一跳(one-hop)邻居。接收这些广播的节点使用该信息建立干扰域表格、数据库、或类似的数据编译集。
[0104]如果新的多RAT节点找到了其他节点，则其可以介绍(520)自己，并且还可以发送关于其在扫描步骤所发现的邻近节点的信息。新节点可以确定(530)该其他节点是否具有有线回传链路。如果该其他节点没有有线回传链路，则新节点可以继续监听(515)以查看其是否能够发现具有有线回传链路的节点。如果该其他节点具有有线回传链路，则新节点可以从有线节点获得(635)动态主机配置协议(“DHCP”)服务器的地址。
[0105]在一个实施例中，该新形成的网状网络内的有线节点可以被连接到计算240，计算240可以具有存储于其中的SON管理模块。在该实施例中，新节点可以确定(540)有线节点是否被连接到计算云240。如果有线节点被连接到计算云240，则新节点可以连接