CN107079329B - 在紧密集成的WiFi/LTE中的上行链路流量控制方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种上行链路(UL)流量控制方法。该UL流量控制方法采用可用的由运营商控制的WiFi无线局域网。在LTE模型中操作的UL流量控制方法采用用于在集成多无线电接入控制(RAT)架构中的控制用户设备(UE)流量的三种可能的技术中的一个。操作对于多RAT UE的用户来说是无缝的并且透明的。

Description

在紧密集成的WiFi/LTE中的上行链路流量控制方法

相关申请

本申请要求递交于2014年10月15日的美国临时专利申请序列号62/064,284的优先权，前述申请通过引用全部被结合于此。

技术领域

本申请涉及3GPP，RAN2，以及集成WiFi和LTE。

背景技术

演进分组核心(EPC)是增强的移动通信***的核心网络。EPC允许不同的无线接入技术(RAT)以集成的方式进行操作。这些无线接入技术包括第一代无线局域网(WLAN)、第二代(2G)***(诸如全球移动通信***(GSM))、第三代***(3G)(诸如通用移动通信***)、以及******(4G)(诸如长期演进(LTE))。

移动设备诸如手机可以支持多个RAT。在手机中一次可以操作仅仅一个RAT。据说，被“安置(camped)”在一个RAT上的移动用户仅仅利用那个RAT的技术。移动用户可以被从一个RAT切换到另一个，由此切换该移动用户所安置的地方。因此，移动用户可以在LTE上安置，从4G RAT切换到3G RAT，并且之后被安置在UMTS上。这些切换操作对于移动设备的用户通常是透明的。

具有无线保真(Wireless Fidelity)或WiFi的移动用户，其性能(其中移动站在IEEE用语中被已知为站点或STA)能够在空气中进行无线通信(作为无线局域网或WLAN)。组成WLAN的移动用户和其他实体根据电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准来操作。

具有LTE力能的移动用户还可以在空气中(作为通用地面无线接入网或EUTRAN)无线地发送和接收高速数据，其中空气也叫作“介质”或“无线介质”。在LTE模式下，移动用户指的是用户设备(UE)。组成EUTRAN的UE和其他实体，都根据第三代合作伙伴项目(3GPP)无线通信标准来操作。具有LTE能力的移动设备指的是在工业用语(3GPP也发展了3G技术)中的4G。LTE也被已知为蜂窝网络，然而，WiFi WLAN不叫做蜂窝网络。

当今所制造的大多数移动设备包括WiFi和LTE能力两者。WiFi和LTE调制解调器是移动设备(诸如手机)的架构的分离的部分。然而，在移动设备中所嵌入的WiFi和LTE技术并不交互，由于它们分别遵循不同的标准：IEEE和3GPP而发展。对于人类用户，在用户设备中的WiFi和LTE操作之间的切换通常为无缝的和透明的。

在3GPP方面，正在努力将WLAN与3GPP集成到集成无线接入网(RAN)架构中。3GPP工作组中的一组，即RAN2，与移动性管理有关。例如，当移动用户从3G切换到4G或者从4G切换到WiFi的时候，涉及移动性管理。移动性管理还专用于集成无线接入网路中的WiFi与LTE的交互工作。

为了充分采用AP和LTE接入的紧密耦合，诸如改进的容量和用户吞吐量，要求精确地估计WiFi吞吐量。由于WiFi实现了随机接入协议，UL流量并不像已计划的LTE UL流量一样是可预测的，从而对于WiFi速率的估计造成了困难。

因此，存在对于控制UL流量以获得改进的整体***优化持续需求。

附图说明

上述的方面和本文的许多伴随的优点将变得更加易于理解，因为当结合附图的时候，通过参考下面的具体实施方式能够更好地理解本文，除非以其他方式指定，否则贯穿各种视图，相似的参考标号代表相似的部分。

图1根据一些实施例，是集成多RAT架构的简化框图；

图2根据一些实施例，是使用图1的集成多RAT的上行链路控制方法的简化框图；

图3A和3B根据一些实施例，示出由图2的上行链路流量控制方法所执行的操作；

图4根据一些实施例，是示出图2的上行链路流量控制方法中所生成的默认无线电承载和WiFi无线电承载的简化图；

图5根据一些实施例，是示出用于通过图2的上行链路流量控制方法区分用户优先级的EDCA参数的简化框图；

图6根据一些实施例，示出由采用第一方案的上行链路流量控制方法所执行的操作；

图7根据一些实施例，示出由采用第二方案的上行链路流量控制方法所执行的操作；

图8根据一些实施例，示出由采用第三方案的上行链路链路控制方法所执行的操作；

图9A和9B根据一些实施例，是以增强型节点B和用户设备为特点的无线邻域的简化***图，该增强型节点B和该用户设备两者都实现图2的上行链路流量控制；以及

图10根据一些实施例，是能够实现图2的上行链路流量控制的UE的简化框图。

具体实施方式

根据本文所描述的实施例，公开了上行链路(UL)流量控制方法。UL流量控制方法采用可用的由运营商所控制的WiFi无线局域网。从LTE调制解调器内进行操作的UL流量控制方法，采用在集成多无线电接入控制(RAT)架构内控制UE UL流量的三种可能的技术中的一种。该操作对于多RAT UE的用户是无缝的并且透明的。

以下的详细说明参考附图，该附图通过示出具体的实施例的方式进行描述，在该具体实施例中实践本文所描述的主旨。然而，应当理解，一旦阅读本公开，对于本领域技术人员来说其他实施例将是显然的。因此，由于该主旨的范围由权利要求书所定义，下文的详细描述不应被理解为限制的意义。

集成WLAN/3GPP架构基于物理地或逻辑地同地协作的LTE和WLAN小区的可用性。对于LTE，这些小区是给定的无线基站的覆盖区域。在WiFi的情境中，基站被已知为接入点(AP)。在3G中，基站被已知为蜂窝接入点或节点B(NB)，以及在4G中基站是增强型节点B(eNB)。物理地或逻辑地同地协作的LTE和WLAN小区实现WLAN AP与3GPP eNB之间的紧密型协作的用户和数据层接口。

图1根据一些实施例，示出以WLAN和3GPP实体为特点的集成多RAT架构100。图1的架构被叫做“多RAT”因为它支持多个无线电接入技术，它们中的至少两个是WiFi和LTE(2G和3G能力也可以被呈现)。多RAT架构100能够支持UL流量控制方法200，如下文所描述的。

集成多RAT架构100以分组数据网络网关、P-GW22、服务网关、S-GW24、和因特网20为特点。集成接入点26是基站，该基站包括eNB30(用于4G)和WiFi AP32(用于WiFi)两者。这种紧密集成WiFi/LTE接入点26支持UL流量控制方法200。

用户设备(UE)40是多无线电UE，包括用于WiFi(经由模块36)和LTE(经由LTE模块34)两者的无线通信的能力。WLAN模块36还在本文中被已知为WiFi链路。在集成AP 26中，eNB30与UE40在LTE接口34上进行通信，而WiFi AP32与UE在WLAN接口36上进行通信。

集成AP 26经由被认为是S1的接口44来接入服务网关S-GW24，而分组数据网络网关P-GW22和服务网关S-GW24通过S5和S8的接口42进行通信。沿着S5/S8接口42的P-GW22和S-GW24是演进分组核心(EPC)60的部分。关于这些接口的具体信息超出了本公开的范围。

在WiFi AP32和因特网20之间是专用信道：非无缝WLAN卸载(NSWO)38。NSWO 30是3GPP技术用语。在一些实施例中，一旦WiFi连接可用，UE40从LTE网络被卸载到WLAN。例如，移动设备在4G小区中进行操作，与该小区内操作的eNB进行通信。之后，当该移动设备能够接入WiFi AP(例如WLAN对于在咖啡店中的消费者是可用的)的时候，该移动设备从4G小区被卸载到WiFi WLAN，并且4G操作停止。

如本文所使用的，WiFi AP 32指的是由运营商所采用的AP，诸如在公共场所(例如，咖啡店、图书馆、以及机场)被发现的。由运营商所采用的AP不包括家庭WiFi网络。家庭WiFi网络不是本公开的主题，并且不由LTE eNB所接入，由于家庭网络是不可公共接入的。

图1的集成多RAT架构100使得WLAN作为在运营商的蜂窝网络中的“次级载波”或“次级小区”(Scell)。LTE载波作为“初级载波”或“初级小区”(Pcell)服务，为WLAN提供控制和数据平面锚两者。WLAN的使用对于3GPP EPC(演进分组核心)网络和S1和3GPP接口是透明的。在该架构100中，在WiFi链路36上的传输由在蜂窝无线广域网(WWAN)方面(结合多RAT协作功能)的无线资源控制器(RRC)所管理，该RRC提供管理和控制的功能。在一些实施例中，WiFi链路36被用来伺机发送数据用于蜂窝(诸如LTE)会话。

为了充分开发AP和LTE接入的紧密耦合，诸如改善容量和用户吞吐量，在一些实施例中，要求WiFi吞吐量的精确估计。由于WiFi实现了随机接入协议，UL流量不像已计划的LTE UL流量是可预测的，这对于WiFi速率估计造成了困难。因此，控制UL流量到特定的等级使得能够更好地优化整个***是所期望的。如图1所示，由于UL流量控制方法200是LTE实现方法，用于利用由运营商所采用的WLAN，所以本文的移动设备是多无线电UE 40。

传统地，eNB已具有对WiFi上行流量的非常有限的控制。在集成多RAT架构100中所实现的UL流量控制方法200(如图1中的)被设计来改变这种情况。在一些实施例中，存在三种方法，图1的集成多RAT架构100通过该方法控制用于集成的小区的WiFi UL传输(例如，具有LTE eNB 30和WiFi AP 32两者的集成AP 26)，其中由LTE网络用在无线电接入网络(RAN)处的锚来控制移动性和流量的定向。

如图2中所概括示出的，一些实施例中，在UL流量控制方法200的情况下，存在用于控制UE UL流量的所列出的三种可能的方案：

·方案(300)：通过对于WLAN UL设定最低优先级来控制WLAN UL传输

·方案(400)：eNB建立WiFi无线电承载作为DL专用承载

·方案(500)：eNB建立WiFi无线电承载作为DL和UL承载，但是UL感应由eNB触发。

如由UL流量控制方法200的左侧的箭头所示出的，每个下面的方案展示了UE UL流量的逐渐增强的控制，方案300进行UE UL流量的最小的控制，以及方案500具有最强的控制。这些方案中的每一个将在下文中被详细描述。

动力

与蜂窝世界相比，WiFi采用无授权频带，该频带本质上是免费的。同时，蜂窝运营商正在尝试卸载一些他们的流量。同时，eNB对于WiFi上行链路流量具有非常有限的控制。

在集成WLAN/3GPP架构(诸如图1的集成多RAT架构100)中，UE执行小区选择/重新选择，根据基于3GPP链路质量的现有的EUTRAN联合以及小区选择程序来选择eNB。对于由运营商控制的WiFi AP 32，如果WLAN运营商选择对于不由该运营者管理的其他WiFi基站隐瞒这个AP，那么信标传输不被要求。例如，由AT&T网络所控制的WiFi AP将仅仅对于AT&T消费者(移动用户)可见。在这种情境中，在Pcell上的专用信令应该被用来表明WLAN AP的可用性以及哪种WiFi承载应该被建立。图3A和3B示出用来建立用于由运营者所控制的WiFi的WiFi联合的一般处理，该WiFi的服务集标识符(SSID)对于非运营商控制的UE是隐藏的。

图3A和3B中，根据一些实施例，UL流量控制方法200执行集成WiFi联合以及承载的建立。UL流量控制方法200涉及多无线电UE 40、LTE eNB 30、以及WIFI AP 32和90(它们中的一个将作为AP 32，如图1所示)，该多无线电UE 40具有图1中示出的LTE 34和WiFi/WLAN36的能力。图3A和3B的操作被视作处理步骤，每个步骤与唯一号码(202-234)相关联。操作的一个或多个可以按照除所示出的顺序之外的顺序而发生。

UL流量控制方法200从多无线电UE 40附着到在该区域中的Pcell开始(202)，该Pcell常常是离该UE最邻近的小区。在这个示例中，LTE eNB 30作为Pcell服务。默认无线电承载的建立发生在eNB30和UE40之间。该默认无线电承载根据3GPP规范建立。

在蜂窝(LTE)而不是WiFi(WLAN)***中所使用的术语，承载标识从eNB 30到UE 40的传输流。承载与一定的服务质量(QoS)相关联。像在WiFi传输中的一样，在LTE模式下的UE40可以发送不同类型的流量，诸如语音、视频、以及数据的下载。不同的承载可以被分配流量的这些不同类型的每一种。当eNB 30资源有限的时候，更高优先级的承载(诸如语音)，会被安排在其他承载之前。这符合所期望的用户体验，因为用户会注意到在语音发送中的延迟但往往不会注意到在网页加载中的延迟。

LTE和WiFi的能力交换在eNB 30和UE 40之间发生(步骤204)。在这一步中，eNB 30确定UE 40是否具有集成WiFi关联和承载建立能力。大多数移动电话现在具有用于WiFi和LTE两者的专用的调制解调器，但是该调制解调器不与彼此通信。多无线电UE 40，相反地，在它的LTE调制解调器34和它的WiFi调制解调器36之间集成操作。

一旦满足：UE 40能够参与到集成WiFi关联和承载建立中，则eNB30授权无线电资源控制(RRC)连接重配置消息(measConfig)，该消息具有WiFi服务集标识符(SSID)列表(WiFi SSID list)，作为它到该UE的参数(步骤206)。

RRC配置消息是运行时间消息，该消息被用于许多不同的无线电资源控制功能。此处，eNB 30正在指示UE 40对在参数WiFi SSID list中所给出的可用的WiFi AP进行测量MeasConfig。eNB30确定哪个WiFi AP位于eNB的网络里，以及基于该确定来生成参数WiFiSSID list。在这个示例中，WiFi SSID list包括两个条目，SSID(用于WiFi AP 32)和SSID2(用于WiFi AP 90)。

在一些实施例中，由UE 40将进行的测量是UE和相应的WiFi AP之间的介质(空气)的参考信号接收功率(RSRP)。然而，在UE 40可以进行RSRP测量之前，该LTE调制解调器34开启WiFi调制解调器36(步骤208)。一旦开启，WiFi调制解调器36使用SSID1向WiFi AP 32发送探测请求(步骤210)，以及使用SSID2向WiFi AP 90发送探测请求(步骤212)。

由于LTE eNB 30确定有两个WiFi AP(32和90)出现，UE 40应该期望来自两者的响应。如图3A中所示出的，WiFi AP 32用SSID1向WiFi调制解调器36发送探测响应(步骤214)，并且WiFi AP 90用SSID2向UE发送探测响应(步骤216)。这些步骤可以按照与图3A和3B中所描述的顺序不同的顺序发生。

一旦两个探测响应被接收，那么对应于每一个WiFi AP的RSRP测量由WiFi调制解调器36进行(步骤218和220)，并且对于LTE调制解调器34也是可用的(步骤222和224)。继续在图3B中的UL流量控制方法200的操作，之后LTE调制解调器34生成UE 40的WiFi测量报告，并且向eNB 30发送该报告(步骤226)，该报告包括针对每个SSID的RSRP。

如一个示例，假设对于WiFi AP 32的RSRP测量是20dB以及对于WiFi AP 90的RSRP测量是10dB。这将意味着WiFi AP 32距离UE 40更近，因为它的RSRP比WiFi AP 90大10dB，并且因此WiFi AP 32将被UE优选用于连接。从WiFi测量报告，eNB 30做出两个WiFi AP中的一个的选择(步骤228)。UE 40现在不仅可以使用LTE eNB 30，在这个情境中，还可以使用WiFi AP 32。LTE eNB 30和WiFi AP 32现在可以被认为是集成AP 26，如图1所示。

然后，eNB 30发送另一个RRC连接重配置消息Scell to AddModList(步骤230)。在LTE世界中，eNB 30是初级小区(Pcell)。RRC连接重配置消息仅仅添加所选中的WiFi AP 32作为次级小区(也被已知为Scell)并且包括特定于WiFi AP的参数。在这个情境中，WLANSSID、WLAN安全密钥、WLAN承载的v-MAC ID、DL专用承载、所控制的DL/UL等等，是RRC连接重配置消息的部分。一旦RRC重配置消息成功，则在UE 40中形成所选中的WiFi AP和WiFi调制解调器36之间的关联(步骤232)。RRC连接重配置因此被完成，并且UE 40通知eNB 30(步骤234)。

回顾承载并不是WLAN/WiFi(IEEE)术语的部分。RRC重配置消息Scell toAddModList，为eNB 30建立WiFi承载。图4描绘了位于LTE调制解调器34和eNB30之间的默认无线电承载110。为了便于示出，描述了容纳单一的流量类型的单个的无线电承载。然而，具有本领域普通技术的***设计者应当理解，多个承载可以被安排在LTE调制解调器34与eNB30之间，它们各自用于流量的每一种类型。WiFi无线电承载120被安排在WiFi AP 80和WiFi调制解调器36之间，WiFi无线电承载120由UE流量控制方法200创建，如图3A和3B中所示出。

一旦WiFi无线电承载120对于蜂窝(LTE)网络是可用的，则WiFi卸载操作可以由集成AP 26和多无线电UE 40执行。现在UE可以使用默认无线电承载110(或多个无线电承载，它们各自用于传输的每种类型)和WiFi无线电承载120两者，来执行传输。WiFi连接，如IEEE所定义的，包括UL和DL传输两者。UL发送跟随与DL传输相似的CSMA过程。作为载波侦听多路接入的简称，CSMA是一组规则，该规则确定当由两个或多个移动设备尝试同步接入数据信道的时候，网络设备该如何响应。在CSMA情况下，大量的UE将导致比少量的UE更高的竞争开销。为了改善无授权频带(WiFi)的频谱效率，操作者可以控制在UL中的竞争。在一些实施例中，如下文中详细描述的，WiFi无线电承载120具有控制UE连接的能力。

在一些实施例中，在WiFi承载120的构建中，RRC信令(图3B中的步骤230)表明三种承载类型中的一种：普通WiFi DL/UL承载(方案300)、DL专用WiFi承载(方案400)、或受控DL/UL承载(方案500)。这些方案的每一个在下文中被详细描述。

方案300：通过对于WLAN UL设置更低优先权来控制WLAN UL传输

回顾图2，方案300涉及通过对WLAN上行链路传输设置更低的优先级来控制WLANUL传输。在一些实施例中，方案300通过修改用于UL传输的增强型分布式信道接入(EDCA)参数而实现。EDCA参数是IEEE802.11e规范的一部分(WiFi)，并不是3GPP规范(3G和4G)。

在WiFi规范的情境下，EDCA将UL的传输分为四个种类的优先级：语音、视频、尽力服务、以及后台，其中语音是最大优先级的种类。这使得更高优先级的流量能够比较低优先级的流量更快地与WiFi接入点(AP)建立联系。

对比LTE无线介质接入，WiFi接入是基于冲突的。期望接入WiFi AP的一个或多个移动站或移动设备(例如移动电话)在尝试接入该AP之前，进行介质的感应。基于使用的类别，对竞争的移动站分配优先级。

WiFi还实现随机接入协议，诸如UL流量不是像已计划的LTE UL流量一样是可预测的。在每个传输之前所使用的随机接入协议在WiFi退避(back off)特性中是明显的。每个传输被分配随机的退避计时器，具有更高优先级的传输比较低优先级的传输具有更小范围的退避计时器。

假设两个移动站同时完成接入WiFi AP。移动站A正在尝试进行语音呼叫(EDCA最高优先级)，而移动站B正在尝试浏览网页(EDCA最低优先级)。它们两者都尝试同时接入相同的WiFi AP。对移动站A设置6个时间周期(tp)的退避时间的第一个退避计时器，而对移动站B设置10tp的第二个计时器。在6tp之后，移动站A的退避计时器将到期，这将允许移动站A接入WiFi AP。在相同的时刻，移动站B感应到介质又一次地占用，并且由于移动站A退避计时器从6tp减少到0tp而将它的退避计时器冻结在4tp。一旦移动站A完成发送，移动站B感应到介质处于空闲，并且从4tp开始再次启动它的退避计时器。如果移动站B的退避计时器在任何其他的移动站计时器之前到达0，之后移动站B将可以使用WiFi AP。

信标帧是在WiFi WLAN中所使用的管理帧(遵循IEEE802.11)。信标帧包含网络信息，并且由AP周期性地发送以宣告无线LAN的存在。

在UL流量控制方法200的方案300的情境下，通过对于UL传输的EDCA参数的修改，对WLAN UL设置更低的优先级来控制WLAN UL传输。在一些实施例中，eNB 30用RRC信令表明在WiFi规范中所定义的EDCA参数。因此eNB 30使用RRC信令来降低WiFi EDCA参数。

在一些实施例中，对于普通的WiFi DL/UL承载，用WiFi信标中普通地传输的EDCA参数设置来粗略地控制UL流量。在一些实施例中，对于WiFi无线电承载120(图4)，eNB 30控制EDCA参数使得网络具有对于WiFi吞吐量更精确的预测。

在一些实施例中，用来区分用户优先级(UP)的WiFi EDCA参数定义以下内容中的一个或多个：(1)WiFi移动设备(站或STA)感应的信道(WiFi无线电承载120)在退避或传输之前处于空闲的时间；(2)将用于退避的竞争窗口的长度；(3)在STA获得信道之后它可以进行传输的时长。根据一些实施例，图5中描述了这些参数130、140、以及150。在这个情境下，STA是多RAT UE 40。

根据一些实施例，图6中描述了图2的由UL流量控制方法200的方案300所执行的操作。操作可以以处理所描述的顺序之外的顺序发生。回顾图3A，服务集标识符SSID1与将采用的选定WiFi AP 32相关联。因此，多无线电UE 40用参数SSID1向集成AP 26的WiFi AP 32发送探测请求(步骤302)。

一旦接收探测请求，WiFi AP 32从LTE eNB 30中请求所偏好的WiFi承载参数(步骤304)。LTE eNB用所偏好的WiFi承载参数做出响应(步骤306)，该参数表明WiFi无线电承载120(图4)。具有参数SSID的探测响应帧由WiFi AP 32发送到多无线电UE 40的WiFi调制解调器36(步骤308)。在一些实施例中，EDCA参数跟随探测响应帧而设置。

在一些实施例中，RRC信令被用来基于流量状况通知参数的改变。eNB 30用RRC信号来表明在WiFi规范中所定义的EDCA参数，该参数在图6中作为modifyEDCAparameter示出(步骤310)。之后LTE调制解调器34向WiFi调制解调器36通知UL EDCA参数(步骤312)。EDCA参数120、130、以及140在图5中示出。

在一些实施例中，从WiFi AP32的角度，使用WiFi无线电承载120的传输与普通的WiFi移动设备传输所起的作用相同。

方案400：eNB建立WiFi无线电承载作为DL专用承载

在一些实施例中，由UL流量控制方法200所采用的方案400包括由eNB 30建立WiFi无线电承载120，作为DL专用承载。在一些实施例中，这用RRC信令而实现。当WiFi无线电承载120是DL专用WiFi承载的时候，在WiFi链路上仅允许DL数据流量、ACK的传输、以及其他管理帧的传输。包括TCP ACK等等的上行链路流量将在LTE UL的经授权的频带上传输。

根据一些实施例，图7中描述了由图2的UL流量控制方法200的方案400所执行的操作。操作可以按照除所描述的顺序之外的顺序发生。LTE eNB 30发送具有参数ModifyDLonlyBearer的RRC连接重配置消息到LTE调制解调器34，使得WiFi无线电承载120仅仅在下行链路中可用(步骤402)。因此LTE eNB 30通知WiFi AP 32(步骤404)，并且LTE调制解调器34也通知WiFi调制解调器36(步骤406)。

此后，从WiFi AP 32到WiFi调制解调器36的专有下行链路传输，使用WiFi无线电承载120发生(步骤408)。一旦传输完成，WiFi调制解调器36向WiFi AP 32发送DL WiFi传输确认，或MAC ACK(步骤410)。从LTE调制解调器34到LTE eNB 30的UL传输包括对DL IP流的TCP ACK(步骤412)。

方案500：eNB建立WiFi无线电承载作为DL和UL承载，但是UL感应由eNB触发

在一些实施例中，由UL流量控制方法200所采用的方案500是用来配置WiFi无线电承载120作为受控DL/UL WiFi承载，使得DL和UL流量在WiFi链路上被允许。然而，UL流量由eNB30控制。存在UL流量控制的一些机制。

根据一些实施例，图8中描述了由图2的UL流量控制方法200的方案500所执行的操作。该操作可以按照除所描述的顺序之外的顺序发生。像方案300和400中一样，方案500使用从LTE eNB 30到LTE调制解调器34的RRC连接重配置消息。这次，所使用的参数是modifyDLULBearer，来将WiFi无线电承载120配置受控DL/UL WiFi承载(步骤502)。在多无无线电UE 40内，LTE调制解调器34向WiFi调制解调器36通知DL/UL传输类型(步骤504)，以及在集成AP 26内，LTE eNB 30通知WiFi AP 32(步骤506)。

此后，从WiFi AP 32到WiFi调制解调器36的下行链路传输使用WiFi无线电承载120发生(步骤508)。来自WiFi调制解调器36的上行链路传输由LTE eNB 30控制(步骤510)。下文中详细描述了被给定作为500A、500B、和500C的方案500下的UL流量控制机制。

像在所有三种方案中所描述的一样，一旦WiFi无线电承载120被建立，则RRC信令可以被用来表明这个承载是否为：普通的WiFi DL/UL承载(方案300)、DL专用WiFi承载(方案400)、或受控DL/UL承载(方案500)。方案500还具有三种可能的实现方式，如以下所描述的。

在WiFi规范中，定义了两种周期：竞争周期(CP)和无竞争周期(CFP)。AP定期发送信标帧，并且在信标帧之间存在两种周期：CP和CFP。尽管CP被使用，但CFP周期并不被许多AP或WiFi适配器所使用。

方案500A：CFP时间段的使用

在一些实施例中，集成AP 26(包括eNB 30和AP 32)重复使用在WiFi信标中所定义的CP或CFP。像仅仅允许UE 40执行在CP周期内的随机访问一样，CP本质上称为UL时间周期。因此，AP 32可以将CFP用于DL传输。

在一些实施例中，方案500A具有很低的开销，但是UL流量控制粒度高于用于方案500B或500C的粒度。注意到在CP和CFP周期之间使用保护时段，在一些实施例中，用来寻址到某一情况，在该情况中CP中所发起的传输可能在CFP开始之前没有完成。

方案500B：UL流量的动态控制

在一些实施例中，UL流量的动态控制被采用。向普通的LTE操作一样，UE 40在LTE频带上发送UL计划请求和缓冲状态报告。如果LTE UL是拥堵的并且未授权的频带DL流量是少量的，那么eNB 30可以决定使用未授权的频带用于UL发送。在一些实施例中，eNB 30向UE40表明：在UE路由UL流量到WiFi链路之后，未授权的频带将被用于传输。UE WiFi调制解调器36将开始感应用于普通WiFi UL传输的介质。

方案500C：在UL中发起WLAN接入之前，eNB指定预先退避的概率

在一些实施例中，eNB 30指定预先退避的概率(相似于接入类限制的概率)来在UL中发起WLAN接入之前使用。这个方法还可以由eNB 30使用，以向LTE调制解调器34表明被路由到WLAN以用于UL传输的概率(或数据的比例)。

图9A和9B是包括eNB 30和UE 40的无线邻域800的简化框图，它们两者都是收发器。根据一些实施例，eNB30和UE40采用以上所描述的上行链路流量控制方法200。在这个示例中，eNB30作为发射器操作，并且UE40作为接收器操作。图9A示出eNB30和UE40的基于软件版本，而图9B示出基于ASIC的版本。

首先参考图9A，eNB30包括天线654，、前端632、无线电设备636、基带数字信号处理器(DSP)638、以及介质访问控制器(MAC)630。相似地，UE40包括天线754，、前端732、无线电设备736、基带数字信号处理器(DSP)738、以及介质访问控制器(MAC)730。尽管两种设备都具有在各自设备中所示出的硬件，eNB30被示出在它的前端632中具有功率放大器646，而UE40在它的前端中包括低噪声放大器748。eNB203包括数字-模拟转换器(DAC)643，而UE40包括模拟-数字转换器(ADC)742。事实上，UE40可以是任何无线设备，诸如膝上型计算机、蜂窝电话、或其他无线***，并且可以作为发射器(发送模式)操作或作为接收器(接收模式)。

eNB30的MAC630包括嵌入的中央处理单元(CPU)624和数据存储器620，在一些实施例中，使得上行链路流量控制方法200可以被加载到存储器中并且被CPU所执行，该方法200的一些部分是基于软件的。相似地，UE40的MAC730包括嵌入的中央处理单元(CPU)724以及数据存储器720，使得基于软件的上行链路控制方法200可以被加载到存储器中，并且被CPU所执行。图9A的描述是MAC630和730的简化表示，并且省略了可以作为MAC的一部分的其他设备、电路、以及逻辑元件。

MAC630与下列通常被发现在发射器和接收器中的逻辑设备相连接：前端632、ADC(未示出)、DAC 634、无线电设备636、以及DSP 638。MAC 730与它自身的前端732、ADC 742、DAC(未示出)、无线电设备736、以及DSP 738进行连接。设备632、636、634、638、732、742、以及738也在本文中被认为是目标模块。该目标模块与位于MAC 630和730之中的逻辑设备可以包括硬件、软件、或硬件和软件组件的组合。

目标模块通常被发现在大多数发射器和接收器中。FE 632被连接到天线654，并且包括功率放大器(PA)(用于发射器)、低噪声放大器(LNA)(用于接收器)、以及天线转换(未被示出)，用于在发射器和接收器模式之间进行转换。DAC 634被用来在通过无线电设备(发射器)的传输之前，将来自DSP 638的数字信号转换到模拟信号；相反地，ADC 742被用来在由DSP 738(接收器)的处理之前将来自无线电设备的模拟信号转换到数字信号。在eNB 30处，无线电设备636将来自载频的信号转移到基带，在UE 40处，无线电设备746将来自载波的信号转换到基带。在UE 40处，DSP 738解调来自ADC 742的信号，用于由MAC 730的处理。在eNB 30处，DSP 638调制MAC数据到在基带频率的OFDM信号中，并且发送所得出的信号到DAC 634。

具体的发射操作发生如下：在eNB 30处，MAC 630发送分组到DSP 638。DSP 638将分组转换到数字OFDM信号并且发送它到DAC 634。DAC 634转换信号到模拟信号，并且发送该信号到无线电设备636。无线电设备636调制基带信号到载频并且发送信号到前端632的功率放大器646，该功率放大器放大该信号来适用于在空气中经由天线654传播。

在UE 40处，信号由天线754所接收。微弱的模拟信号被接收到前端732的低噪声放大器748，发送经放大的模拟信号到无线电设备736，该无线电设备根据所选中的频带过滤信号，并且解调载波信号到基带信号。无线电设备736发送模拟信号到ADC 742，该ADC 742将模拟信号转换到适于由DSP处理的数字信号。DSP 738解调该信号并且将该信号转换到MAC 730字节分组。其他操作(诸如，分组的解密和加密)未被示出。当发送成功的时候，由在UE 40中的MAC 730所接收的分组与在eNB 30中的MAC 630所发射的分组相同。

在其他实施例中，如图9B所描述的，eNB 30和UE 40不包括在MAC中的CPU。而是，专用集成电路(ASIC)690可以驱动上行流量控制方法200作为由逻辑寄存器(692)所实现的状态机器。图9A中的基于MAC的实现方式上，图9B的ASIC解决办法可以被偏好，例如，在这样的***中，该***中低功率损耗是重要的。

如本文所使用的，术语“电路”可以指的是一部分的，或者包括ASIC、电子线路、处理器(共用的、专用的、或组)、和/或存储器(共用的、专用的、或组)，以上各项执行一个或多个软件或固件程序、可组合的逻辑电路、和/或能够提供所描述的方法论的其他合适的硬件组件。在一些实施例中，电路可以被实现在一个或多个软件或固件模块中，或与电路相关联的功能可以由一个或多个软件或固件模块所实现。在一些实施例中，电路可以包括至少部分地在硬件中运行的逻辑。

本文所描述的实施例可以被实现在***中，该***使用任何合适地被配置的硬件和/或软件。如一个实施例，图10示出了用户设备(UE)设备800的示例的组件。在一些实施例中，UE设备800可以包括至少如所示出的一样被耦接在一起的：应用电路802，基带电路804、无线频率(RF)电路806、前端模块(FEM)电路808、以及一个或多个天线810。

应用电路802可以包括一个或多个应用处理器。例如，应用电路802可以包括电路，诸如但不限于，一个或多个单核或多核的处理器。该(一个或多个)处理器可以包括通用处理器和专用处理器的任何组合(例如，图形处理器、应用处理器等等)。处理器可以被耦接和/或可以包括存储器/储存设备，并且可以被配置来执行储存在存储器/存储设备中的指令来使得各种应用和/或操作***能够在该***上运行。

基带电路804可以包括诸如但不局限于一个或多个单核或多核处理器的电路。基带电路804可以包括一个或多个基带处理器和/或控制逻辑来处理能够接收从RF电路806的信号路径所接收的基带信号，以及生成用于RF电路806的发射信号路径的基带信号。基带处理电路804可以与应用电路802相连接用于基带信号的生成和处理，以及用于RF电路806的控制操作。例如，在一些实施例中，基带电路804可以包括第二代(2G)基带处理器804A、第三代(3G)基带处理器804B、***(4G)基带处理器804C、和/或用于其他现存的世代、正在发展的世代、或在未来将被发展的世代(例如，第五代(5G)、6G等等)的其他(一个或多个)基带处理器804D。基带电路804(例如，一个或多个基带处理器804A-D)可以解决各种无线电控制功能，该功能使得经由RF电路806与一个或多个无线电网络的通信能够实现。无线电控制功能可以包括但不局限于信号调制/解调、编码/解码、无线电频移等等。在一些实施例中，基带电路804的调制/解调电路可以包括快速傅里叶变换(FFT)、预编码、和/或星座映射/解映射功能。在一些实施例中，基带电路804的编码/解码电路可以包括卷积、咬尾卷积、涡轮、维特比(Viterbi)、和/或低密度奇偶校验(LDPC)编码/解码功能。调制/解调和编码/解码功能的实施例不局限于这些示例，并且可以在其他实施例中包括其他适合的功能。

在一些实施例中，例如，基带电路804可以包括协议栈的元件，诸如包括诸如物理的(PHY)、介质访问控制(MAC)、无线链路控制(RLC)、分组数据集中协议(PDCP)、和/或无线资源控制(RRC)元件的EUTRAN协议的元件。基带线路804的中央处理单元(CPU)804E可以被配置来运行用于PHY、MAC、RLC、DCP、和/或RRC层的信令的协议栈的元件。在一些实施例中，基带电路可以包括一个或多个音频数字信号处理器(DSP)804F。(一个或多个)音频DSP804F可以包括用于压缩/解压和消除回声的元件，并且可以在其他实施例中包括其他合适的处理元件。基带电路的组件可以适当地被组合在单个芯片、单个芯片集中、或在一些实施例中被安置在相同的电路板上。在一些实施例中，基带电路804和应用电路802的局部构件中的一些或全部可以一起被实现，例如，在片上***(SOC)中被实现。

在一些实施例中，基带电路804可以提供用于与一个或多个无线技术相兼容的通信。例如，在一些实施例中，基带电路804可以支持用EUTRAN和/或其他无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)、或无线个人局域网(WPAN)的通信。这样的实施例可以被叫做多模式基带电路，在该实施例中基带电路804被配置来对无线通信提供多于一个的无线协议。

RF电路806可以用经调制的电磁放射经由非固态介质实现与无线网络的通信。在各种实施例中，RF电路806可以包括转换器、过滤器、放大器等等，来辅助与无线网络的通信。RF电路806可以包括接收信号路径，该路径可以包括用来下变频从FEM电路808所接收的RF信号的电路，以及向基带电路804提供基带信号。RF电路806还可以包括发射信号路径，该路径包括用来上变频由基带电路804所提供的基带信号的电路，并且向FEM电路808提供RF输出信号用于发送。

在一些实施例中，RF电路806可以包括接收信号路径和发射信号路径。RF电路806的接收信号路径可以包括混频器电路806A、放大器电路806B、以及滤波器电路806C。RF电路806的发射信号路径可以包括滤波器电路806C和混频器电路806A。RF电路806还可以包括合成器电路806D用于合成频率，用于由接收信号路径和发射信号路径的混频器电路806A使用。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路806A可以被配置来基于由合成器电路806D所提供的合成频率，下变频从FEM电路808所接收的RF信号。放大器电路806B可以被配置用来放大所下变频的信号，并且滤波器电路806C可以是被配置来从所下变频的信号中移除不希望的信号的低通滤波器(LPF)或带通滤波器(BPF)来生成输出基带信号。输出基带信号可以被提供给基带电路804用于更多的处理。在一些实施例中，虽然不是必须的，输出基带信号可以是零频基带信号。在一些实施例中，接收信号路径的混频器806A可以包括无源混频器，尽管实施例的范围并不被限定在这个方面。

在一些实施例中，发射信号路径的混频器电路806A可以被配置来基于由合成电路806D所提供的合成信号来上变频输入基带信号，生成用于FEM电路808的RF输出信号。基带信号可以由基带电路804所提供，并且由滤波器电路806C所滤波。滤波电路806C可以包括低通滤波器(LPF)，尽管该实施例的范围并不被限定在这个方面。

在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路806A和发射信号路径的混频器电路806A，可以包括两个或多个混频器，并且相应地可以被安排用于正交下变频和/或上变频。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路806A和发射信号路径的混频器电路806A可以包括两个或多个混频器，并且可以被安排用于图像抑制(例如，哈特利(Hartley)图像抑制)。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路806A和该混频器电路可以相应地被安排用于直接下变频和/或直接上变频。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路806A和发射信号路径的混频器电路可以被配置用于超外差操作。

在一些实施例中，输出基带信号和输入基带信号可以是模拟基带信号，尽管实施例的范围并不被限制在这个方面。在一些附加的实施例中，输出基带信号和输入基带信号可以是数字基带信号。在这些附加的实施例中，RF电路806可以包括模拟-数字转换器(ADC)以及数字-模拟转换器(DAC)电路，并且基带电路804可以包括数字基带接口来与RF电路806进行通信。

在一些双重模式实施例中，单独的无线IC电路可以被提供用于每一个频谱的信号处理，尽管实施例的范围不被限制在这个方面。

在一些实施例中，合成器806D可以是分数N合成器或分数N/N+1合成器，尽管实施例的范围不被限制在这个方面，频率合成器的其他类型可以是适用的。例如，合成器电路806D可以是增量总和合成器、倍频器、或包括分频器的锁相环的合成器。

合成器电路806D可以被配置来基于频率输入和分频器控制输入来合成输出频率用于由RF电路806的混频器电路806A的使用。在一些实施例中，合成器电路806D可以是分频N/N+1合成器。

在一些实施例中，尽管并不是必须的，频率输入可以由电压控制振荡器(VCO)所提供。根据所期望的输出频率，分频器控制输入可以由基带电路804或经由处理器802的任何一个所提供。在一些实施例中，可以基于由应用处理器802所表明的信道，从查询列表中确定分频器控制输入(例如，N)。

RF电路806的合成器电路806D可以包括分频器，延迟锁相环(DLL)、复用器、以及相位累加器。在一些实施例中，分频器可以是双模分频器(DMD)，并且相位累加器可以是数字相位累加器(DPA)。在一些实施例中，DMD可以被配置来由N或N+1中的任何一个(例如，基于实践)来分频输入信号以提供小数分频比率。在一些示例的实施例中，DLL可以包括一组级联的可调谐的延迟元件、相位检测器、充电泵、以及D触发器。在这些实施例中，延迟元件可以被配置来将VCO周期最多分为相位的N_d个相同的包，其中N_d是延迟线中的延迟元件的数量。以这种方式，DLL提供负反馈来帮助确保经过延迟线的总延迟是一个VCO周期。

在一些实施例中，合成器电路806D可以被配置来生成载频作为输出频率，而在其他实施例中，输出频率可以是多个载频(例如，两倍的载频、四倍的载频)，并且与正交发生器和分频器电路结合用来生成相对于彼此具有多个不同相位的载波频率的多个信号。在一些实施例中，输出频率可以是LO频率(f_LO)。在一些实施例中，RF电路806可以包括IQ/极性转换器。

FEM电路808可以包括接收信号路径，该路径可以包括被配置来操作从一个或多个天线810所接收的RF信号的电路，放大所接收的信号，并且向RF电路806提供所接收的信号的经放大的版本用于更多的处理。FEM电路808还可以包括发射信号路径，该路径可以包括被配置来放大信号的电路，该信号用于由RF电路806所提供的传输用于由一个或多个的天线810所发射。

在一些实施例中，FEM电路808可以包括TX/RX转换器来在发射模式和接收模式之间进行转换。FEM电路可以包括接收信号路径和发射信号路径。FEM电路的接收信号路径可以包括低噪声放大器(LNA)放大所接收的RF信号信并且提供经放大的所接收的RF信号作为输出(例如，到RF电路806)。FEM电路808的发射信号路径可以包括功率放大器(PA)来放大输入RF信号(例如，由RF电路806所提供)，以及一个或多个滤波器来生成RF信号用于后续的发射(例如，由一个或多个天线810的一个或多个)。

在一些实施例中，UE设备800可以包括更多的元件，诸如存储器/存储设备、显示器、照相机、传感器、和/或输入/输出(I/O)接口。

尽管申请已经对应于有限数量的实施例而描述，本领域技术人员应当理解从其中的大量的修改和变化。所附的权利要求书意在覆盖落在本发明的实质精神和范围之内的修改和变化。

Claims (17)

1.一种用户设备(UE)，用来控制集成WiFi和长期演进(LTE)网络中的无线保真(WiFi)上行链路(UL)流量，所述UE包括WiFi调制解调器和LTE调制解调器，所述UE遵循第三代合作伙伴计划(3GPP)规范，其中默认无线电承载根据所述3GPP规范被建立，并且其中，来自所述UE的UL传输使用所述默认无线电承载和WiFi无线电承载两者而实现，

所述UE用于接收无线电资源控制(RRC)连接重配置消息来创建所述WiFi无线电承载以用于到WiFi接入点(AP)的无线传输，其中所述WiFi无线电承载被安排为下行链路专用无线电承载。

2.根据权利要求1所述的UE，还用于：

使用探测请求来标识附近隐藏的WiFi AP；以及

测量所标识的附近隐藏的WiFi AP。

3.根据权利要求2所述的UE，其中，使用在所述UE和所述所标识的附近隐藏的WiFi AP之间的介质的参考信号接收功率(RSRP)来测量所述所标识的附近隐藏的WiFi AP。

4.根据权利要求1所述的UE，还安排WiFi无线电承载用于较低优先级的传输。

5.根据权利要求4所述的UE，其中，通过修改增强型分布式信道接入(EDCA)参数，将所述WiFi无线电承载安排用于较低优先级的传输。

6.根据权利要求5所述的UE，其中所述WiFi无线电承载的EDCA参数被修改以改变在退避或传输之前的所述WiFi承载的空闲时间。

7.根据权利要求5所述的UE，其中，所述WiFi无线电承载的EDCA参数被修改以改变将用于退避的竞争窗口的长度。

8.根据权利要求5所述的UE，其中，所述WiFi无线电承载的EDCA参数被修改以改变所述UE在获得所述WiFi无线电承载之后可以传输的时长。

9.根据权利要求5所述的UE，其中使用RRC信令修改所述EDCA 参数。

10.根据权利要求1所述的UE，其中，所述WiFi无线电承载被建立用于预先定义的传输，其中所述预先定义的传输从包含语音、视频、尽力服务、以及后台的组中被选出。

11.一种用来控制在集成无线保真(WiFi)和长期演进(LTE)网络中的WiFi上行链路(UL)流量的基站，所述集成WiFi/LTE网络包括集成接入点(AP)，所述集成接入点(AP)包括基站和WiFi AP，所述基站遵循第三代合作伙伴计划(3GPP)规范，其中默认无线电承载根据所述3GPP规范被建立，并且其中向所述基站的UL传输使用所述默认无线电承载和WiFi无线电承载两者而实现，

所述基站用于传输无线电资源控制(RRC)连接重配置消息来创建所述WiFi无线电承载以用于无线传输，其中所述WiFi无线电承载被安排为下行链路专用无线电承载。

12.根据权利要求11所述的基站，还用来接收任何附近的WiFi AP的WiFi测量报告。

13.根据权利要求11所述的基站，还用来传输第二RRC连接重配置消息来修改所述WiFi无线电承载的增强型分布式信道接入(EDCA)参数。

14.根据权利要求13所述的基站，其中，所述EDCA参数包括：

在退避或传输之前，所述WiFi无线电承载将处于空闲的时间量；

将被用于退避的竞争窗口的长度；以及

使用所述WiFi无线电承载的所允许的传输的时长。

15.一种包括机器可访问的存储介质的制品，所述介质包括指令，所述指令被用户设备(UE)的处理器执行，所述UE包括无线保真(WiFi)调制解调器和长期演进(LTE)调制解调器两者，其中默认无线电承载根据第三代合作伙伴计划(3GPP)规范被建立，并且其中来自所述UE的UL传输使用所述默认无线电承载和WiFi无线电承载两者而实现，当所述指令被执行时使得所述UE能够：

接收无线电资源控制(RRC)连接重配置消息来创建所述WiFi无线电承载以用于向集成WiFi和LTE网络中的WiFi接入点(AP)的无线传输；以及

将所述WiFi无线电承载安排为下行链路专用无线电承载。

16.根据权利要求15所述的制品，还包括指令，当所述指令被执行时，使得所述UE能够：

使用探测请求来标识附近隐藏的WiFi AP；以及

测量所标识的附近隐藏的WiFi AP；

其中，使用所述UE和所述所标识的附近隐藏的WiFi AP之间的介质的参考信号接收功率(RSRP)来测量所述所标识的附近所隐藏的WiFi AP。

17.根据权利要求15所述的制品，还包括指令，当所述指令被执行时，使得所述UE能够：

将所述WiFi无线电承载安排用于较低优先级的传输。

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