CN110313209B - 传输调度和数据传输的方法、无线电控制单元、处理设备和存储介质 - Google Patents
传输调度和数据传输的方法、无线电控制单元、处理设备和存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110313209B CN110313209B CN201680092092.8A CN201680092092A CN110313209B CN 110313209 B CN110313209 B CN 110313209B CN 201680092092 A CN201680092092 A CN 201680092092A CN 110313209 B CN110313209 B CN 110313209B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- spectrum
- processing devices
- access
- licensed
- radio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
- H04W16/14—Spectrum sharing arrangements between different networks
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
- H04L67/01—Protocols
- H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
- H04L67/125—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks involving control of end-device applications over a network
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
- H04L69/14—Multichannel or multilink protocols
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
- H04L69/18—Multiprotocol handlers, e.g. single devices capable of handling multiple protocols
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
- H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
- H04W28/08—Load balancing or load distribution
- H04W28/09—Management thereof
- H04W28/0992—Management thereof based on the type of application
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W72/00—Local resource management
- H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
- H04W72/51—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on terminal or device properties
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W80/00—Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
- H04W80/08—Upper layer protocols
- H04W80/12—Application layer protocols, e.g. WAP [Wireless Application Protocol]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/70—Services for machine-to-machine communication [M2M] or machine type communication [MTC]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
提出了一种由无线电控制单元(LRC,GRC)实施的针对工业应用(IA)中能够进行无线通信的一个或多个处理设备(P1,P2,P3,P4)的传输调度的方法,所述处理设备例如是传感器、致动器和/或过程控制器,所述方法包括:确定授权共享接入频谱(LSA)对于所述工业应用(IA)是否可用,以及基于将要由所述一个或多个处理设备(P1,P2,P3,P4)发送的数据的业务类型,向所述一个或多个处理设备(P1,P2,P3,P4)分配在所述授权共享接入频谱(LSA)内的接入频谱。
Description
技术领域
本公开涉及针对工业应用中的一个或多个处理设备的接入频谱分配、在工业应用中的数据传输的方法、无线电控制单元和处理设备。更具体地,本公开涉及授权共享接入频谱内的接入频谱分配。此外,本公开涉及对应的计算机程序。
背景技术
通常通过在电磁频谱的特定部分内交换电磁信号来执行无线通信。特别地,无线电通信通常通过称为无线电频谱(通常被认为介于3Hz和3THz之间)的电磁频谱子集内的信号交换来执行。为了促进无线电频谱的实际和协调使用,已经为特定用途留出了不同频段的无线电频谱。例如,长波通信通常在148.5kHz和283.5kHz之间的低频(LF)范围内执行,而短波通信通常在5.9MHz和26.1MHz之间的高频(HF)范围内执行。其他频带用于各种目的,包括经由长期演进(LTE)、全球移动通信***(GSM)、Wi-Fi等的通信。无线电电路的调谐允许以特定频率发送和接收信号,从而可以在诸如移动台和/或基站之类的无线电站之间无线地发送和接收无线电信号。用于执行无线电通信的频谱是有限的资源。在给定频谱内传输越拥挤,这些传输往往相互干扰得越多。随着社会继续接受无线电通信,可用频谱越来越多地被利用,并且因此越来越拥挤。
发明内容
对超低延迟和可靠的机器型通信(MTC)(即关键MTC(C-MTC)或超可靠低延迟通信(URLLC))的支持需要通过无线通信提供,以满足工业应用的低延迟和高可靠性要求。允许这种情况的限制条件之一是取决于可用频谱带宽的***容量。随着工厂中诸如传感器、致动器(例如机器人)和/或过程控制器等的处理设备的数量不断增加及其变化的业务需求(例如分组大小、分组的到达间隔时间、优先级、实时要求或上述因素中的一个或多个的组合等),出现容量限制,即,在特定频谱带宽下可以出现特定数量的设备。此外,授权频谱的使用可以引起允许工厂所有者使用所述授权频谱的许可证的成本,并且在没有许可证或准许的情况下不可能在授权频谱内进行测试。另一方面,必须与其他用户共享非授权频谱的使用,因此可能发生干扰。在非授权频谱中,由于其非确定性性质,无法保证信道接入。所述非确定性性质可能源于强制要求使用先听后说(LBT)的法规或占空比或传输功率约束。通常,当需要在频谱内进行传输时,也可能必须实施诸如动态频率选择(DFS)、LBT、传输机会(TXOP)等的共享原则。因此,可能需要采取措施以最小化“有害”频谱干扰以支持与其他技术共存,例如联邦通信委员会(FCC)所强制要求的。因此,在授权和/或非授权频谱中不能保证特定的QoS(服务质量)要求。本公开提出克服这些损害。
根据第一方面,提出了一种由无线电控制单元实施的针对工业应用中能够进行无线通信的一个或多个处理设备的传输调度的方法,所述处理设备例如是传感器、致动器和/或过程控制器,所述方法包括:确定授权共享接入频谱对于所述工业应用是否可用,以及基于将要由所述一个或多个处理设备发送的数据的业务类型,向所述一个或多个处理设备分配在所述授权共享接入频谱内的接入频谱。
根据第二方面,提出了一种由能够进行无线通信的处理设备实施的在工业应用中的数据传输的方法,所述处理设备例如是传感器、致动器和/或过程控制器,所述方法包括:基于由无线电控制单元获得的针对所述工业应用中的所述处理设备的接入频谱分配,在授权共享接入频谱的接入频谱内执行业务类型的数据传输。
根据第三方面,提出了一种用于执行第一方面的方法步骤的无线电控制单元。
根据第四方面,提出了一种能够进行无线通信的用于执行第二方面的方法步骤的处理设备。
根据第五方面,提出了一种包括指令的计算机程序,所述指令当在无线电控制单元的至少一个处理器上执行时使得所述至少一个处理器执行根据第一方面的方法。
根据第六方面,提出了一种包括指令的计算机程序,所述指令当在能够进行无线通信的处理设备的至少一个处理器上执行时使得所述至少一个处理器执行根据第二方面的方法。
其他方面包括一种包含上述计算机程序和/或指令中的一个或多个的载体,其中,所述载体是电信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质中的一个。
当然,本公开不限于上述特征和优点。实际上,在以下详细描述和附图中呈现了附加的特征和优点。
附图说明
通过示例的方式示出了本公开的各方面,并且本发明的各方面不受附图的限制,附图中相同的附图标记表示相同的元件。这些附图是:
图1是示出使用授权共享接入频谱的示例环境的框图;
图2是工业过程中处理设备之间的通信的示意图;
图3是用于工业过程中的无线通信的双层协调层次的示意图;
图4是用于工业过程中的无线通信的双层协调层次的另一示意图;
图5a、5b、5c示出了工业应用中具有不同接入频谱分配的两个小区;
图6示出了用于接入频谱分配的信令方案;
图7示出了将业务类型分配给不同的接入频谱带;
图8是示出在无线电控制单元中实施的示例方法的流程图;
图9是示出在无线电控制单元中实施的另一示例方法的流程图;
图10是示出在无线电控制单元中实施的另一示例方法的流程图;
图11是示出在能够进行无线通信的处理设备中实施的示例方法的流程图;
图12示意性地示出了处理设备的示例性结构;
图13示意性地示出了本地无线电协调器的示例性结构;
图14示意性地示出了全局无线电协调器的示例性结构。
具体实施方式
如下面将详细描述的,本公开的各方面可以完全实现为硬件单元、完全实现为软件模块(包括固件、常驻软件、微代码等)、或者实现为软件单元和硬件模块的组合。例如,本公开的实施例可以采用存储计算机程序形式的软件指令的非暂时性计算机可读介质的形式,该计算机程序当在可编程设备上执行时配置可编程设备以执行下面描述的各种方法。
通常,本公开的实施例涉及一个或多个无线电控制单元和/或一个或多个处理设备。图1示出了示例环境100,其中诸如频谱管理设备110a、110b的一个或多个无线电控制单元和无线电接入节点120a-c正在工作。在图1的示例中,环境100包括用于管理授权共享频谱、两个频谱管理设备110a-b、三个无线电接入节点120a-c、五个无线电传感器站115a-e和现任(incumbent)用户130的数据库***105。下面将更详细地解释授权共享频谱及其使用。
每个无线电接入节点120a-c经由一个或多个相应的天线发送和/或接收信号。集体信号在特定频谱内通过空中发送和/或接收到在信号范围135内的移动台(未示出)。每个无线电接入节点120a-c还被配置为例如经由通信网络(未示出)与频谱管理设备110电子通信。无线电接入节点120的示例包括公民宽带无线电服务设备(CBRS)、无线电基站(RBS)、毫微微小区和无线接入点(WAP),或其他候选频谱(诸如600MHz、3.5GHz、2.3GHz频带)。在该示例中,无线电接入节点120a-c沿着海岸线125排列,以提供对沿着海岸(无论是陆地还是海上)的移动站的无线网络接入。其他实施例可以涉及位于其他地理设置中的无线电接入节点120a-c。
频谱管理设备110a-b中的每一个被配置为例如经由通信网络(未示出)与一个或多个无线电接入节点120a-c交换消息。在该特定示例中,频谱管理设备110a与无线电接入节点120a-b通信并管理无线电接入节点120a-b对频谱资源的访问。类似地,频谱管理设备110b与无线电接入节点120c通信并管理无线电接入节点120c对频谱资源的访问。这种通信可以包括例如从无线电接入节点120到频谱管理设备110的对频谱接入的请求。这种通信还可以包括从频谱管理设备110到无线电接入节点120的将特定频谱资源分配给该无线电接入节点120的响应。根据各种实施例,这样的频谱资源可以在频域、时域和/或地理域中。
每个频谱管理设备110a-b还被配置为与一个或多个无线电传感器站115a-e通信。在该特定示例中,频谱管理设备110a与无线电传感器站115a-c通信,频谱管理设备110b与无线电传感器站115d-e通信。根据一些实施例,频谱管理设备110a-b还可以彼此通信,例如,以共享从无线电传感器站115a-e接收的信息、以共享关于分配给对应的无线电接入节点120a-c的频谱资源的信息和/或协商要分配给无线电接入节点120a-c的资源的分配。这些资源(特别是当它们包括频率信息时)可以称为可以用于无线(即无线电)通信的接入频谱。
每个无线电传感器站115a-e检测所发送的无线电信号。无线电传感器站115a-e共同检测在传感器范围140内发送的无线电信号。具体地,无线电传感器站115c可以是无线电接入节点120b的组件、附接到无线电接入节点120b和/或与无线电接入节点120b共址。在该示例中,无线电传感器站115a-e也沿着海岸线125排列,并检测沿着海岸的频谱资源利用(无论是陆地还是海上)。在该特定示例中,无线电传感器站115a-e的传感器范围140比无线电接入节点120a-c的信号范围135更远离海岸线125延伸。
每个无线电传感器站115a-e将检测到的频谱资源利用报告给其对应的频谱管理设备110a-b。以这种方式,频谱管理设备110a-b接收来自无线电传感器站115a-e的关于所利用的实际频谱资源的反馈。根据实施例,每个频谱管理设备110a-b可以使用这种反馈来将未使用的(或未充分利用的)频谱资源分配给一个或多个对应的无线电接入节点120a-c。
环境100中的一些用户可以操作至关重要的无线***。例如,支持军队、警察、门诊(ambulatory)和/或消防人员的设备的操作对于国防、公共安全和/或救生可能是必要的。这样一个至关重要的用户可以是现任用户130。现任用户130被定义为优先于给定频谱的所有非现任用户的用户,使得其可以在任何时间使用该给定频谱的任何部分而无需通知。所有非现任用户都需要适应现任用户130对频谱资源的使用,例如,通过根据需要撤出这些资源和/或保持频谱的这一部分清空(clear)。
在图1的特定示例中,现任用户130被示为在无线电传感器站115a-e的传感器范围140内操作雷达***的军用船只。雷达是一种通过发送无线电波并测量该无线电波回波所需的时间来确定一个或多个物体的存在和位置的***。检测现有用户130对频谱资源的这种使用的每个无线电传感器站115a-e向对应的频谱管理设备110a-b报告这些频谱资源的使用。在一些实施例中,无线电传感器站115a-e中的一个或多个还报告对于确定现任用户130的位置有用的信息,例如,频谱资源利用检测时间、现任用户130的标识和/或位置信息。作为响应,频谱管理设备110a-b通知其对应的无线电接入节点120a-c中的一个或多个,以停止使用现任用户130正在使用的频谱资源,例如以防止一个或多个无线电接入节点120a-c干扰现任用户130的操作。
在该特定示例中,无线电传感器站115a-e被配置成使得它们的传感器范围140允许它们在现任用户130进入无线电接入节点120a-c的信号范围135(即,当现任用户130在其雷达***激活的情况下通过海路接近海岸线125时)之前检测由现任用户130操作的雷达***。如下面将更详细讨论的,在一些实施例中,这种设计可以避免干扰在一个或多个无线电接入节点120a-c与现任用户130之间使用相同的频谱资源。
在一些实施例中,用户(无论是否现任)对频谱资源的利用是自发的和/或匿名的。例如,作为现任用户130的军用船只可以自发地和匿名地使用频谱资源,因为军用船只的移动和操作可以是故意秘密的(例如出于国家安全原因)。相比之下,不是现任用户130的盗版广播公司也可以决定自发地和匿名地使用那些频谱资源。因此,频谱管理设备110确定由无线电传感器站115检测到的特定用户是现任用户130,例如以确定是否需要针对检测到的使用清空频谱。
在一些实施例中,特定用户是现任用户130的确定(至少部分地)基于该用户的位置。例如,紧急广播***可以是现任用户130,其在一个或多个频谱管理设备110a-b已知的固定位置间歇地操作无线电设备。响应于来自一个或多个无线电传感器站115a-e的指示从该位置正在使用频谱资源的信息,一个或多个频谱管理设备110a-b可以通知一个或多个无线电接入节点120a-c停止使用那些频谱资源。可以例如通过由两个或更多个无线电传感器站115a-e检测到的源自现任用户130的信号的到达时间来确定现任用户130的位置。根据各种实施例,还可以采用其他定位方法。
在不同的示例中,频谱管理设备110在无线电传感器站115检测到现任用户130之前不知道环境100内的现任用户130的位置,例如在上面讨论过的秘密军用船只的情况下。在这样的示例中,频谱管理设备110可以与数据库***105通信以确定频谱利用的来源是现任用户130。数据库***105可以是授权共享频谱控制单元。(频谱)数据库***还可以包括使用专用频谱传感器。该REM(无线电环境地图)形成也可以是外部服务。数据库***105可以由政府机构和/或监管机构(例如,美国联邦通信委员会)操作,并且可以知道图1的现任用户130的位置。响应于确定频谱资源是在特定位置被使用(例如,基于来自一个或多个无线电传感器站115a-e的报告),频谱管理设备110向数据库***105查询在检测到的位置是否存在现任用户130。如果数据库***105通过指示现任用户在检测到的位置来进行响应,则频谱管理设备110可以(例如,向一个或多个对应的无线电接入节点)发送通知以停止使用那些频谱资源。
在没有现任用户期间或者如果并非整个授权共享频谱都是一个或多个现任者所需要的,则可以将授权共享频谱的未使用部分分配给其他用户。特别是授权共享频谱可以在内陆可用,即在海岸或海岸线的外侧。这样的用户可以例如需要这种频谱部分以用于工业应用IA,参见图4。因此,授权共享频谱可以被分配给工业应用中的一个或多个处理设备,以便保证服务质量和/或卸载数据业务。此外,授权共享频谱可以与正在使用的其他类型的频谱(例如授权频谱和/或非授权频谱)共存。因此,在此可以是来自一种或多种频谱类型的一个或多个频带。这尤其有益,因为即使在一个频谱类型内无线电信号行为也可能不同,例如,非授权频谱内的不同频带可能表现不同,例如2.4GHz非授权频谱不同于(无线电传播特性、带宽、法规、硬件设计复杂性、市场接受度)60GHz非授权频谱。
图2示出了工业应用IA,其包括诸如传感器、致动器和可编程逻辑控制器(PLC)的处理设备。工业应用通常用于自动化目的。在示例性用例场景中,一个或多个工件放置在移动的传送带上。致动器(在这种情况下是机器人)可以从移动的传送带拾取工件。工件的位置可以通过安装在传送带上的一个或多个传感器来测量,并定期发送到PLC。基于定位信息,PLC可以向机器人臂发送命令以相应地定位自身,从而可以拾取工件。命令也从PLC发送到机器人以拾取工件。在拾取工件之后,可以指示机器人将工件放回传送带上。该自动化方案涉及将传感器读数发送到PLC并且以例如5毫秒的更新间隔向机器人发送命令。然而,可以选择其他甚至更小的更新间隔。通信和事件线由图2中的弯曲箭头示出。这种工业自动化用例可以依赖于低延迟和高可靠性的无线通信,即可以通过无线电通信无线地执行一个或多个处理设备之间的通信。
5G的一个关键目标是支持需要满足工业应用的低延迟和高可靠性要求的超低延迟和可靠的机器型通信,即关键MTC或超可靠低延迟通信(URLLC)。其中一个关键限制条件是***容量,它取决于可用的频谱带宽。随着处理设备(例如工厂中的传感器和致动器(例如,机器人))越来越多以及它们的不断变化的业务需求(例如,分组大小、分组的到达时间、优先级、可靠性、实时要求等),由于容量限制,仅部署单个基站(BS)可能是不切实际的,即,利用特定频谱带宽,可以支持特定数量的处理设备。另外,在典型的工业应用或工业部署场景中,给定过程中的处理设备彼此非常接近。这自然需要小型小区部署。换句话说,分配给特定数量的处理设备的专用无线电资源可能成为满足其延迟和可靠性要求的瓶颈。
满足容量要求的解决方案是部署由本地基站管理的多个较小小区。图3示出了用于工业应用IA中的无线通信的双层协调层次的示意图。这种设计方法需要在本地基站(在图3中也标示为LRC)之间采用适当的协调机制,以便进行覆盖大型工厂大厅的部署。所述工厂大厅和/或所述部署可以是如图4所示的一个或多个工业应用IA的一部分。显然,没有协调和无线电资源管理的情况下,在多个小区中任意使用无线频谱会导致小区间干扰和服务质量(QoS)降级。
诸如功率调节和时间和频率的用户分配之类的无线电资源必须在整个工厂中协调,以实现工业应用(例如工厂大厅)内的每个设备的期望覆盖和连接。特别是,为了防止干扰并确保满足自动化过程的QoS要求。为此,可以使用用于无线电资源协调的双层协调层次:在第一层,单个全局无线电协调器(GRC)管理更广泛的运营区域上的无线电资源的粗粒度协调,一组本地无线电协调器(LRC)对其无线电小区中的处理设备进行无线电资源的细粒度协调。双层协调层次在逻辑上将关键任务功能与通用功能分离。这些功能在下面描述。
全局无线电协调器(GRC)可以负责一个或多个工厂小区之间的无线电资源管理和干扰协调。一个或多个工厂小区可以采用基于LTE的基础设施或任何其他蜂窝无线电技术或其他无线电技术。工厂小区可以由本地无线电控制器协调。因此,提出了一种双层架构来管理和控制工业应用。
可以启用GRC和LRC之间的双向信息交换。也就是说,时频资源、发送功率(覆盖空间方面)可以从GRC发送到一个或多个LRC。反过来,可以将业务负载和QoS需求(例如,估计的需求)以及对所使用的资源的反馈从一个或多个LRC传送到GRC。
此外,GRC与一个或多个LRC之间的通信可以根据诸如LTE的第一无线电通信技术进行,而由LRC管理的小区内的通信可以根据第二无线电通信技术进行。因此,所述第一和第二无线电通信技术可以使用不同的无线电通信技术。然而,尽管有两层架构,但可能看起来第一和第二无线电通信技术是相同的。优选地,第一无线电通信技术利用如本文所述的授权共享频谱。
图4是用于工业应用中的无线通信的双层协调层次的另一示意性和更详细的表示。
在第一层,GRC充当无线电资源协调器,具有整个工厂大厅的全局视图,并负责通用功能,例如认证、准入控制、全局资源管理、授权频谱中不同小区之间的干扰协调和/或非授权频谱中的共存管理。在这种情况下,也可以在授权共享频谱内进行操作。例如,GRC可以驻留在LTE中的eNodeB的数字单元中。GRC覆盖更大的操作区域,并在更长的时间尺度上(即超过1ms)处理功能。此外,由于具有关于工业应用中的所有处理设备(能够进行无线通信)的全局知识,GRC可以在LRC协调小区内的负载上升时决定资源的重新平衡。请注意,所有LRC(和/或备选地单个处理设备)可以对触发平衡并且因此触发不同LRC之间的资源(以及因此接入频谱)的重新分配的信息做出贡献。
在第二层中,LNC在称为本地小区的较小区域中操作。本地小区可以覆盖一个或多个自动化过程并且包含若干处理设备,例如可编程逻辑控制器(PLC)、传感器和/或致动器。LNC以更精细的时间尺度(大约1ms和更短的时间)管理其相关联的处理设备的无线电资源。LRC是负责执行时间关键和可靠通信(在处理设备级别)的实体。该操作也可以与GRC合作执行。涵盖整个时间关键自动化应用的LRC及其处理设备的基本原理是最小化额外的通信跳数,从而保持较低的处理和通信延迟。LRC还可以允许设备之间的设备到设备(D2D)通信,即网络辅助的D2D。单个LRC可以协调多个时间关键的自动化应用,前提是满足诸如范围、业务QoS和容量等整体通信要求。相比之下,GRC通过在更高级别上管理不同本地小区之间的资源来协调若干LRC,以便协调和最小化本地小区之间的干扰。物理上,特定LRC可以与GRC在同一物理设备(例如eNodeB的数字单元)上运行。备选地,LRC也可以在完全不同的设备(例如无线电基站(RBS))上运行。LRC还可以并置在自动化小区中的处理设备处,或者可以位于单独的实体处。
***可以具有引导阶段和操作阶段。在引导阶段,包括静态和移动处理设备的所有设备可以通过与LRC交换一些消息来加入网络。在该阶段中,可以在设备、LRC和GRC之间交换用于工业应用(特别是关于工业应用中的无线通信)的监管和/或管理的信息。随后,根据一个或多个处理设备(例如交通类型等)的所需需求,GRC将资源分配给LRC。因此,在所请求的资源不足的情况下(或者在过度供应的情况下释放附加频谱),提出了具有授权共享接入(LSA)数据库的信令方案以请求(或释放)附加频谱。此外,设备可能具有不同的业务特性,即数据大小、到达间率(interarrival rate)、优先级、延迟和可靠性需求。业务特性或业务类型可以随时间改变。因此,业务特性在不同的处理设备或不同的小区中可以是不均匀的。一个或多个LRC可以根据处理设备的数量及其业务要求来获得资源。此外,提出了将这些不同特性映射到业务类型的分类方案,以及基于其业务需求的到特定频谱类型的映射方案。在运营阶段,需要保证服务质量要求。此外,业务特性和网络拓扑在运营过程中不会保持不变,而是可以变化。需要适当地印入这种可变性。因此,本公开尤其提出了在需要时提供附加接入频谱的信令过程。
尽管操作工业应用IA(例如工厂)的用户可选择在授权或非授权频带中操作的无线技术,但两种替代方案都有其优点和缺点。假设对现有保护和/或政策事项的限制得到满足,独占接入可以在授权频段或LSA频带中。因此,共享接入可以在非授权频谱内或在多个二级用户需要共享和共存的LSA频谱内发生-例如在未授权频带内。
除上述之外,授权共享接入(LSA)可以是可用的,特别是在内陆。LSA是一种频谱共用原则,其定义如下:“一种监管方法,旨在促进在已经分配或预期分配给一个或多个现任用户的频段内,在个体许可制度下引入由有限数量的被许可方运营的无线电通信***。根据授权共享接入(LSA)方法,附加用户被授权根据其频谱使用权中包含的共享规则来使用频谱(或频谱的一部分),从而允许所有授权用户(包括现任用户)提供特定的QoS“。
频谱共享方案正在稳步受到各监管机构(欧洲CEPT和美国FCC)、标准化组织(ETSI、3GPP)和行业的重视。预计它将成为获得更多容量的推动者。授权共享频谱技术目前在欧洲以术语“许可共享接入”(LSA)和在美国作为频谱接入***(SAS)部署。在后一种情况下,公民宽带无线电服务(CBRS)设备在3.5GHz下工作,并向称为SAS的中央协调数据库注册。在ETSI和CEPT中开发了类似的LSA架构,从而提供用于管理2.3-2.4GHz频谱的数据库。同样地访问该数据库以获得在一定时期内使用来自现任者的频谱的权利以及诸如传输功率规则之类的一些强制性政策。另一种类似的方法是用于VHF和UHF频谱的电视白空间,其中频率可用于频谱未被授权服务(例如电视广播)使用的位置处的非授权使用。然而,频谱共享或LSA的概念和设计原理可以应用于更广泛的频率范围,这也是目前正在提出的。
到目前为止,现有的工业通信***都没有提出基于LSA的信令方案来计算和请求特定量的频谱,特别是对于一般的C-MTC以及特别的工厂自动化。
图5a示出了在彼此干扰范围内具有不同接入信道分配的两个自动化小区。所述小区A、B可以对应于图4和5中所示的两个小区。当然,可以存在两个以上的自动化小区。然而,出于解释的目的,仅考虑两个自动化小区的简化示例。
在图5b中,示出了小区内的不同业务负载。如图所示,信道A中的业务负载仅使用信道Ch1的信道容量的大约一半。但是,小区B中的业务负载远远大于信道Ch2的容量。因此,与小区B相比,小区A拥有更多的资源,即在小区A和小区B中发生了不均等的资源分配。
GRC可以(重新)分配对小区A和小区B的不均等的资源分配,如图5c所示。在此,信道Ch.1在特定时间部分内被分配给小区A从而满足其需要,信道Ch.2、信道Ch.1在特定时间部分内被分配给小区B。
通常,GRC可以管理不同本地小区(例如小区A、B)中的时间、频率和空间资源。因此,GRC可以全部或部分地管理整个工厂大厅和/或工业应用的无线通信。
LRC和GRC之间的数据交换可以由数据格式控制,该数据格式将在下面描述。信息交换可以基于实现中的配置设置在异步或定期的基础上进行。从一个或多个LRC发送到GRC的消息的消息格式可以包括以下中的一个或多个:
寻址信息:设备地址(16比特地址,也可以是IP地址);
关联节点数:与LRC关联的节点数(0-255范围内的任何数字。
这也可能超过255)。
业务负载:总业务负载(例如平均数据速率);
业务QoS要求,通过其量化可靠性和延迟要求(16比特可用于
指示延迟以及可靠性要求);
位置信息,例如地理上下文信息;
QoS反馈索引:该度量(16比特)基本上指示已实现的即过去的QoS要求;
干扰水平:该度量指示遇到的总体干扰。当节点不使用给定的频率-时间资源时,它们可以例如经由一个或多个专用频谱传感器来测量RSSI(接收信号强度)。
从GRC发送到一个或多个LNC的消息的消息格式可以包括以下中的一个或多个:
时隙和频率分配、LRC使用的发送功率水平;
频率、时隙数、LRC地址和发送功率水平(例如,对于每个时隙和频率组合)。
所提出的数据结构可以是动态的,并且可以处理多个LRC、多个频率信道和/或时隙。发送功率可以以0-100的标度设置并且映射到例如软件定义的无线电(接收机/发射机)的dBm标度。
因此,示例性消息格式(用于GRC->LRC通信)可以具有以下形式:
f1:1,1,2,2,1,......
f2:2,2,1,1,3,......
f3:3,3,3,3,1,......
其中f1、f2、f3对应于不同的频带(频率信道),列(用逗号分隔的项目)对应于时隙,其可以由特定LRC用于在其相应的覆盖区域或小区内接收和/或发送。因此,在上面提供的示例消息格式中,前两个时隙(在频带f1中)被分配给频率信道1中ID为“1”的LRC,接下来两个时隙被分配给频率信道f1中ID为“2”的LRC,然后再次分配ID为“1”的LRC以使用频率信道f1中的时隙。在频带f3中,前四个时隙被分配给具有“3”的LRC,第五个时隙被分配给再次具有ID“1”的另一个LRC。
另一种示例性消息格式(用于GRC->LRC通信)可以具有以下形式:
{1,2,1,54},{1,2,2,60},{1,1,1,20}
{2,2,2,60},{2,2,1,70},{2,1,3,30}
{3,4,3,20},{3,1,1,90}
括号中的第一项表示频带,第二项表示分配给相应LRC的时隙数,第三项表示相应LRC的ID。第四项表示允许的发送功率。当然,可以改变项目的顺序。因此,第一行中的第一个括号向ID为“1”的LRC分配频率f1中的两个连续时隙,其中两个时隙具有54的发送功率限制。如果两个时隙的发送功率应该是不同的,例如发送功率应例如从54改变到55。可以向相应的LRC发信令发送{1,1,1,54}、{1,1,1,55}形式的两个赋值消息(随后(作为两个分配消息),或在一个分配消息内),而不是{1,2,1,54}形式的一条消息,以指示发送功率变化。第一分配消息指示54的发送功率,第二分配消息指示55的发送功率。发送功率、频带和时隙的数量的其他值当然也是可能的。所分配的时间-频率和/或空间资源(通过发送功率设置(TX)获得的)可以以持久方式使用,即,LRC可以使用它们直到接收到新的更新。可以发送包含用于所有LRC的信息的单个GRC消息。LRC稍后可以使用该信息来相应地将资源分配给它们的相关联的处理设备。
此外,允许由特定LRC在每个频率信道中使用的时隙的数量可以动态地选择和/或可以基于来自所述LRC的业务QoS需求中指示的延迟约束。这意味着,例如基于在由LRC管理的小区中控制的工业应用,可以分配第一频率信道中的多个(连续)时隙,例如以便保证所述工业应用的时间要求。此外,可以基于频率信道的信道特性(也就是说,经由所述信道实现的信号质量)来选择频率信道。因此,频率信道f1可以具有比信道f2更好的信道质量并因此具有更好的无线电接收。因此,例如控制数据或其他高优先级数据(例如,具有低延迟要求)可以经由所述示例性信道f1在不同时隙中由第一和第二LRC发送。因此,尽力型(best-effort)数据可以在所述另一频率信道f2或频率信道f3上发送。因此,可以动态地并且特别地基于工业应用和/或要在所述工业应用中传输的业务类型来分配接入频谱。可以在授权、非授权和/或授权共享频谱中分配接入频谱。特别地,频带f1、f2、f3可以分别在所述频谱类型之一内。
现在转到图6,示出了信令方案的实施例,通过该信令方案可以将接入频谱分配给处理设备。在第一步骤1中,处理设备P1向LRC通知将要由所述处理设备发送和/或接收的一个或多个业务类型。由于通常在工业应用中存在多于一个处理设备P1,因此LRC可以分别从所述多个设备中的每一个接收表明业务类型的指示。LRC可以在步骤2中例如基于先前获得的资源分配来计算和/或修改其覆盖区域或小区内的接入频谱分配,和/或在步骤3中向GRC发送所述(重新)计算的接入频谱分配以用于确认和/或将从一个或多个处理设备接收的业务类型(指示)转发到GRC。根据情况,LRC可以自己确定业务类型,因为它以这种方式被预先设置,或者因为它被配置为基于工业应用的一个或多个规则、标准或需求来自己计算业务类型。
因此,GRC可以计算由LRC管理的小区内的一个或多个处理设备的接入频谱分配。另外和/或备选地,GRC可以在步骤4中计算多个LNC的接入频谱分配。在步骤5中,取决于将要分配的足够接入频谱是否已经可用,可以从LSA数据库(或对应的管理***,诸如SAS)请求缺失的频谱。因此,在步骤6中,可以将请求发送到所述LSA数据库。因此,数据库***可以在步骤7中检查这种频谱是否可用以及是否允许它例如根据一组规则或对特定GRC和/或一个或多个LRC的策略来提供所述频谱。因此,在步骤8中,从LSA数据库***向GRC发送对所述频谱请求的响应。响应可以包括GRC和/或特定LRC和/或一个或多个处理设备(至少暂时)被允许使用的一组频谱范围。
GRC可以在步骤9中(重新)计算一个或多个LRC的需求并且例如基于LRC所管理的处理设备(例如由LRC覆盖的小区内的处理设备)的业务类型,确定一个或多个处理设备P1的频谱类型。因此,可以在步骤10中将所确定的频谱分配发送到一个或多个LNC。频谱分配可以包括频谱类型的指示,即,它是授权频谱、非授权频谱还是共享授权频谱。在步骤11中,LRC可以将接入频谱分配转发到其小区内的一个或多个处理设备P1。一个或多个处理设备P1转而可以根据所接收的接入频谱分配来相应地调整其传输。然而,处理设备的业务要求可以改变和/或处理设备可以新安装在工业应用中,即,在由LRC管理的小区内。然后,处理设备可以在步骤12中从步骤1开始(重新)发起上述过程。作为上述方法的基于事件的执行的替代或补充,该方法可以周期性地(在时间上)执行,以便保证适当的接入频谱以满足工业应用的QoS、可靠性、延迟和/或其他需求。
图7是示出接入频谱分配的示例性方法的流程图。根据情况,该方法可以由无线电控制单元执行,该无线电控制单元可以是LRC、GRC或两者的一部分。无线电单元可以通信地耦合到管理授权共享接入频谱的数据库***。对于工业应用,确定应用是否需要高、低或中等QoS。可以(预)设置一个或多个阈值(例如关于延迟)以确定所述中等、低或高QoS类别。而且,可以将例如对于可靠性至关重要的特定应用分配到QoS类别。服务质量(QoS)是业务类型的一个示例。因此,可以采用具有不同优先级(例如低、中等或高)的其他业务类型。
如果应用具有低QoS要求,则检查授权频谱内的接入频谱是否可用。在授权频谱可用的情况下,分配授权频谱内的接入频谱。在授权频谱稀缺或不可用的情况下,检查是否可以获取来自授权共享频谱的接入频谱。如果授权共享接入频谱内的接入频谱可用,则将其分配给应用和/或执行该应用的处理设备。如果授权共享接入频谱不可用,则将非授权频谱内的接入频谱分别分配给应用和处理设备。这是特别可能的,因为低QoS要求允许使用非授权频谱,在非授权频谱中,由于潜在的其他用户的存在和采用先听后说的无线接入技术,不能保证媒体接入。
在工业应用具有中等QoS要求的情况下,还确定授权频谱是否可用。在授权频谱可用的情况下,授权频谱内的接入频谱被分配给应用和/或执行应用的处理设备。在授权频谱稀缺或不可用的情况下,检查授权共享频谱内的接入频谱是否可用。在授权共享频谱可用的情况下,授权共享频谱内的接入频谱被分配给执行该应用的一个或多个处理设备。如果授权共享频谱不可用,则也可以分配非授权频谱内的接入频谱。但是,如果无法保证中等QoS要求或干扰水平过高,则必须求助于一些特定的处理。例如,可以将接入频谱分配推迟到接入频谱变得可用的稍后时间点。取决于在给定时间点的频谱可用性和/或任何策略约束以及存在的业务QoS要求,执行特定持续时间(或持续)的频谱带的分配。同样,基于来自LRC的反馈,相应地调整资源的分配。这一切都可以异步执行。
图7中的方案给出了可以针对决策制定实现的非限制性示例。
现在转向需要高QoS的情况。在此,同样检查授权频谱是否可用,并且在这种情况下,将授权频谱内的接入频谱分配给一个或多个处理设备。但是,如果授权频谱不可用,则必须求助于特定处理,例如清空由具有较低优先级业务类型和/或QoS要求的应用和/或处理设备当前使用的频谱。
因此,提出了一种将一种或多种业务类型分配给不同频谱带的方法。频谱带可以来自不同的频谱,即来自不同的频谱类型,例如授权频谱、非授权频谱和/或授权共享频谱。
在图8中,示出了在无线电控制单元中实施的示例性方法的流程图。
在第一可选步骤810中,从多个业务类型中确定将要由处理设备发送的业务类型。可以隐式地(例如,可以基于数据分组的内容确定业务类型)或者通过附加到数据包或消息的附加数据字段显式地将所述业务类型分配给数据包。
业务类型可以包括但不限于实时业务、尽力而为或宽带业务。特定QoS要求可能与业务类型相关联。因此,可以根据不同的业务类型来分配(时间/频率/空间)资源,使得可以经由专用于所述其他业务类型的一个或多个接入信道来发送数据业务。因此,可以从多个业务类型中选择业务类型,并且可以将所选择的业务类型分配给数据分组。
工业应用可以是由一个或多个处理设备执行的工业过程或工业过程的一部分。所述一个或多个处理设备可以包括至少一个能够例如经由无线电模块进行无线通信的设备。所述处理设备本身可以是连接到另一个处理设备或所述处理设备的一部分的无线电模块。因此,为了执行工业应用,还需要关于处理设备之间的无线通信的特定可靠性和延迟。
在步骤811中,确定授权共享接入频谱对于工业应用是否可用。授权共享接入频谱的使用可以由监管授权共享频谱的数据库***来管理,例如关于图1所述的。例如,可以使用工业应用或所述工业应用内的处理设备的地理位置/区域,以便确定授权共享频谱是否可用。替代地或另外地,可以信令发送由LRC管理的包括一个或多个处理设备的小区的地理位置/区域。可以将地理位置/区域发送到数据库***,并且可以转而接收允许或拒绝。
在授权共享频谱的一部分可用的情况下,在步骤812,基于将要由一个或多个处理设备发送的数据的业务类型,将授权共享接入频谱内的接入频谱分配给一个或多个处理设备。即,可以由无线电控制单元相应地调度处理设备,该无线电控制单元可以分别是LRC和/或GRC的一部分。可以将对应的指示发送到处理设备。处理设备又可以将其接收接口/电路调谐到授权共享频谱内的对应接入频谱。因此,在可选步骤813中发送分配消息,该分配消息向一个或多个处理设备指示授权共享接入频谱是否可用和/或授权共享接入频谱的哪些资源可用。如上所述,对应的分配消息还可以包括关于时间资源和/或发送功率阈值的信息。
现在转到图9,示出了在无线电控制单元中实施的另一示例方法的流程图。作为图8中所示的方法的附加或替代,可以应用图9的方法。因此,对应于图8的步骤810,在步骤910中,确定授权共享接入频谱对于工业应用是否可用。在可选步骤911中,确定对于与一个或多个处理设备的无线通信是否需要(附加的)接入频谱,特别是为了满足将要由一个或多个处理设备发送的数据的定时和/或可靠性要求。所述步骤911可以包括步骤912,其包括与授权共享频谱控制单元(例如,如上所述的数据库***)协商授权共享接入频谱是否可用。在授权共享频谱可用的情况下,在步骤913中,基于由一个或多个处理设备发送的数据的业务类型,将授权共享接入频谱内的接入频谱分配给一个或多个处理设备。可以如图8的步骤813中所述那样执行所述分配。
出于接入频谱分配的目的,也可以考虑一个或多个处理设备的能力。例如,如果处理设备不能在特定频带中工作(例如,对非授权的5.2GHz频谱执行LBT机制),则可以不在具有这种要求的频谱内为所述设备分配接入频谱。
作为业务类型的替代或补充,可以为接入频谱分配确定和/或考虑业务负载。因此,接入频谱分配也可以取决于业务负载。如果负载很小,授权频谱便已足够,否则可能需要分配其他接入频谱。
现在转向图10,作为如在步骤811、910和1010中确定授权共享接入频谱对于工业应用是否可用的补充或者替代,可以在步骤1011中确定授权频谱对于工业应用是否可用,以及基于将要由一个或多个处理设备发送的数据的业务类型,向一个或多个处理设备分配授权频谱内的接入频谱,优选高优先级业务类型。此外,可以在步骤1012中确定非授权频谱对于工业应用是否可用,以及基于将要由一个或多个处理设备发送的数据的业务类型,向一个或多个处理设备分配非授权频谱内的接入频谱,优选中等和/或低优先级类型。
因此,基于步骤1010、1011、1012的结果,一个或多个处理设备可用的接入频谱可以由无线电控制单元分配。所述分配可以通过如关于图8和9特别描述的分配消息来进行。步骤1011和1012是可选的,并且可以不是所提出的方法的一部分,或者它们中的仅一个可以是所提出的方法的一部分。此外,应该提到的是,步骤1010、1011和1012的顺序不是按照图10中所示的顺序强制执行,而是顺序可以颠倒或者可以执行单个步骤,它们等同于方法步骤1010、1011、1012的结果。
此外,可以将一个或多个处理设备的不同业务类型分别分配给授权共享接入频谱、授权频谱和非授权频谱。因此,处理设备可以在不同的频谱类型(即上面提到的频谱类型)内无线通信。就此而言,可以经由特定类型的频谱来独占地传输不同的业务类型。但是,可能会出现在同一频谱类型内传输不同业务类型的情况。
此外,特别是对于双层架构,一个或多个本地无线电控制单元(LRC)可以由中央控制单元(其可以很好地是GRC)控制,其中优选地,中央控制单元与频谱接入***协商可用的接入频谱。因此,当分配可用的接入频谱时,中央控制单元可以考虑多个本地无线电控制单元的需要。
现在转到图11,示出了流程图,其示出了在能够进行无线通信的处理设备中实施的示例方法。在可选的第一步骤1110中,从多个业务类型中确定将要由处理设备发送的业务类型。在另一也是可选的步骤1111中,发送确定将要由处理设备发送的业务类型的指示(到无线电控制单元,其可以很好地是LRC和/或GRC或两者)。在另一也是可选的步骤1112中,从无线电控制单元接收分配消息,该分配消息指示授权共享接入频谱是否可用和/或授权共享接入频谱的哪些资源可用。在步骤1111和1112之间,无线电控制单元可以执行如图8、9和/或10中所述的任何一个步骤。因此,在步骤1113中,基于由无线电控制单元获得的针对工业应用中的处理设备的接入频谱分配,在授权共享接入频谱的接入频谱内执行业务类型的数据传输。另外和/或备选地,可以根据由处理设备接收的配置处理设备相应地执行数据传输的分配消息,在授权频谱和/或非授权频谱内执行数据传输。
如前面关于图10所提到的,可以分别在授权频谱的接入频谱、非授权频谱和/或共享授权频谱内执行多个业务类型中的一个或多个业务类型的数据传输。
图12示意性地示出了处理设备1210的示例性结构。如前所述,处理设备1210可以是传感器、致动器或PLC。在所示结构中,处理设备1210包括用于执行去往或来自诸如LRC的无线电控制单元的数据传输的无线电接口。此外,无线电接口可以执行去往一个或多个其他处理设备的数据传输。应当理解,为了实现发射机(TX)功能,无线电接口包括一个或多个发射机,并且为了实现接收机(RX)功能,无线电接口可以包括一个或多个接收机。此外,处理设备包括耦合到无线电接口的处理器1211和耦合到处理器的存储器。存储器1216可以包括ROM(例如闪存ROM)、RAM(例如DRAM或SRAM)、大容量存储器(例如硬盘或固态盘)等。存储器包括由处理器执行的适当配置的程序代码,以便实现处理设备的上述功能。更具体地,存储器可以包括模块1212,用于基于由无线电控制单元获得的针对工业应用中的处理设备的接入频谱分配,实现在授权共享接入频谱的接入频谱内执行业务类型的数据传输。此外,存储器还可以包括模块1213,用于从多种业务类型中确定将要由处理设备发送的业务类型。此外,存储器还可以包括模块1214,用于发送确定将要由处理设备发送的业务类型的指示。此外,存储器还可以包括一个或多个其他模块1215,用于执行如结合图11所述的其他方法步骤。所述其他模块1215可以被设置为执行处理设备的其他功能,以便控制和/或管理工业过程或所述工业过程的一部分。在传感器的情况下,处理设备可以例如提供传感器数据,例如应传输例如到PLC的测量数据。
图13示意性地示出了用于在本地无线电协调器(LRC)中实现上述概念中的任何一个的LRC的示例性结构。
在所示结构中,LRC 1310包括用于执行去往和/或来自处理设备的数据传输的无线电接口。如图13中所描绘的并且如下所述的模块可以分布在若干多个节点上而不必存在于单个节点或设备中。应当理解,为了实现发射机(TX)功能,无线电接口可以包括一个或多个发射机,以及为了实现接收机(RX)功能,无线电接口可以包括一个或多个接收机。
此外,LRC包括处理器1311、耦合到处理器并且可选地耦合到至全局无线电协调器(GRC)的接口的存储器1312。存储器1312可以包括ROM(例如闪存ROM)、RAM(例如DRAM或SRAM)、大容量存储器(例如硬盘或固态盘)等。存储器包括由处理器执行的适当配置的程序代码,以便分别实现无线电控制和LRC的上述功能。更具体地,存储器可以包括用于完成提供多个接入信道以用于根据多种业务类型中的业务类型来接入网络的模块。存储器还可以包括模块1313,用于从多个业务类型中确定将要由处理设备发送的业务类型。存储器还可以包括模块1314,用于基于将要由一个或多个处理设备发送的数据的业务类型,向一个或多个处理设备分配授权共享接入频谱内的接入频谱。存储器还可以包括发送分配消息的模块1315,该分配消息向一个或多个处理设备指示授权共享接入频谱是否可用和/或授权共享接入频谱的哪些资源可用。此外,存储器还可以包括一个或多个其他模块1316,用于执行如结合图8、9或10所述的其他方法步骤。所述其他模块1316可以被设置为执行LRC的其他功能以便控制或管理工业过程或所述工业过程的一部分,特别是与工业应用中的无线通信有关。
图14示意性地示出了用于在全局无线电协调器(GRC)中实现上述概念中的任何一个的GRC的示例性结构。
在所示结构中,GRC 1410包括用于执行去往和/或来自LRC的数据传输的接口。如图14中所描绘的并且如下所述的模块可以分布在多个节点上并且不必存在于单个节点或设备中。应当理解,为了实现发射机(TX)功能,接口可以包括一个或多个发射机,以及为了实现接收机(RX)功能,接口可以包括一个或多个接收机。
此外,GRC包括处理器1411、耦合到处理器并且可选地耦合到至授权共享频谱控制单元的接口的存储器1412。存储器1412可以包括ROM(例如闪存ROM)、RAM(例如DRAM或SRAM)、大容量存储器(例如硬盘或固态盘)等。存储器包括由处理器执行的适当配置的程序代码,以便分别实现无线电控制和GRC的上述功能。更具体地,存储器可以包括模块1413,用于计算针对一个或多个LRC的需求。存储器还可以包括模块1414,用于计算由于一个或多个LNC的工业过程的需要和/或要求而所需的频谱。存储器还可以包括模块1415,用于与授权共享频谱控制单元(例如,如上所述的数据库***)协商授权共享接入频谱是否可用。此外,存储器还可以包括一个或多个其他模块1416,用于执行如结合图8、9或10所描述的其他方法步骤。所述其他模块1416可以被设置为执行GRC的其他功能以便控制或管理工业过程或所述工业过程的一部分和/或所述一个或多个LRC。实现还可以在FPGA、ASIC、GPU上作为软件例程或固件。
当然,在不脱离本发明的本质特征的情况下,本发明可以以不同于本文具体阐述的方式的其他方式实施。本发明的实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的,并且落入所附权利要求的含义和等同范围内的所有改变都旨在包含在所附权利要求的含义和等同范围内。
Claims (21)
1.一种由无线电控制单元实施的针对工业应用(IA)中能够进行无线通信的一个或多个处理设备的传输调度的方法,所述处理设备包括传感器、致动器和过程控制器中的至少一个,所述方法包括:
确定(811)授权共享接入(LSA)频谱对于所述工业应用(IA)是否可用;
基于将要由所述一个或多个处理设备发送的数据的业务类型,向所述一个或多个处理设备分配(812)在所述授权共享接入(LSA)频谱内的接入频谱;以及
发送(813)分配消息,所述分配消息向所述一个或多个处理设备指示所述授权共享接入频谱是否可用。
2.根据权利要求1所述的方法,其中
所述分配消息还向所述一个或多个处理设备指示所述授权共享接入频谱的哪些资源可用。
3.根据权利要求1所述的方法,还包括以下步骤:
从多个业务类型中确定(810)将要由所述处理设备发送的业务类型,其中,所述多个业务类型对应于将要由所述一个或多个处理设备发送的所述数据的不同的定时和/或可靠性要求。
4.根据权利要求1所述的方法,还包括以下步骤:
基于从所述一个或多个处理设备接收的指示,确定(810)所述业务类型。
5.根据权利要求3所述的方法,还包括以下步骤:
确定(910,911)对于与所述一个或多个处理设备的无线通信是否需要附加的接入频谱,特别是为了满足将要由所述一个或多个处理设备发送的所述数据的所述定时和/或可靠性要求。
6.根据权利要求1所述的方法,还包括以下步骤:
与授权共享频谱控制单元协商(912)授权共享接入频谱是否可用。
7. 根据权利要求1所述的方法,还包括以下步骤:
确定(1011)授权频谱对于所述工业应用是否可用,以及
基于将要由所述一个或多个处理设备发送的所述数据的所述业务类型,向所述一个或多个处理设备分配在所述授权频谱内的接入频谱。
8. 根据权利要求7所述的方法,还包括以下步骤:
确定(1012)非授权频谱对于所述工业应用是否可用,以及
基于将要由所述一个或多个处理设备发送的所述数据的所述业务类型,向所述一个或多个处理设备分配在所述非授权频谱内的接入频谱。
9.根据权利要求8所述的方法,还包括以下步骤:
将所述一个或多个处理设备的不同业务类型分别分配给所述授权共享接入频谱、所述授权频谱以及所述非授权频谱。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,还包括以下步骤:
对于所述工业应用,由一个或多个本地无线电控制单元分配(1013)可用于所述一个或多个处理设备的所述接入频谱,每个本地无线电控制单元提供用于所述工业应用的一个或多个无线电小区。
11.根据权利要求10所述的方法,还包括以下步骤:
由中央控制单元(GRC)控制所述一个或多个本地无线电控制单元(LRC),其中,所述中央控制单元与频谱接入***协商可用的所述接入频谱。
12. 一种由能够进行无线通信的处理设备实施的在工业应用(IA)中的数据传输的方法,所述处理设备包括传感器、致动器和过程控制器中的至少一个,所述方法包括:
接收(1112)来自无线电控制单元的分配消息,所述分配消息指示授权共享接入(LSA)频谱是否可用;以及
基于由所述无线电控制单元获得的针对所述工业应用中的所述处理设备的接入频谱分配,在所述授权共享接入(LSA)频谱内的接入频谱内执行(1113)业务类型的数据传输。
13.根据权利要求12所述的方法,其中
所述分配消息还指示所述授权共享接入频谱的哪些资源可用。
14.根据权利要求12所述的方法,还包括以下步骤:
从多个业务类型中确定(1110)将要由所述处理设备发送的业务类型,其中,所述多个业务类型对应于将要由一个或多个处理设备发送的数据的不同的定时和/或可靠性要求。
15.根据权利要求14所述的方法,还包括以下步骤:
发送(1111)确定将要由所述处理设备发送的所述业务类型的指示。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法,还包括以下步骤:
分别在授权频谱、非授权频谱和/或共享授权频谱内的接入频谱内执行(1113)多个业务类型中的一个或多个业务类型的数据传输。
17.根据权利要求16所的方法,还包括以下步骤:
分别在所述授权共享接入频谱、所述授权频谱和/或所述非授权频谱内的接入频谱内执行(1113)不同业务类型的数据传输。
18.一种无线电控制单元,可操作以执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法步骤。
19.一种能够进行无线通信的处理设备,可操作以执行根据权利要求12至17中任一项所述的方法步骤。
20.一种存储计算机程序的计算机可读存储介质,所述计算机程序存储指令,所述指令当在无线电控制单元的至少一个处理器上执行时使所述至少一个处理器执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。
21.一种存储计算机程序的计算机可读存储介质,所述计算机程序存储指令,所述指令当在能够进行无线通信的处理设备的至少一个处理器上执行时使所述至少一个处理器执行根据权利要求12至17中任一项所述的方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/EP2016/082591 WO2018114000A1 (en) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Access spectrum assignment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110313209A CN110313209A (zh) | 2019-10-08 |
CN110313209B true CN110313209B (zh) | 2023-08-04 |
Family
ID=57796319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680092092.8A Active CN110313209B (zh) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | 传输调度和数据传输的方法、无线电控制单元、处理设备和存储介质 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11558752B2 (zh) |
EP (1) | EP3560255B1 (zh) |
CN (1) | CN110313209B (zh) |
WO (1) | WO2018114000A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12028796B2 (en) * | 2019-03-12 | 2024-07-02 | Cypress Semiconductor Corporation | GPS-assisted collaborative and signaling-aided WLAN DFS operation |
US11159988B2 (en) | 2020-03-30 | 2021-10-26 | Ford Global Technologies, Llc | Interference-aware non-homogeneous CBSD channel assignment and including channel assignment based on data priority |
WO2022061907A1 (en) * | 2020-09-28 | 2022-03-31 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Methods and apparatuses for maritime communication |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1444809A (zh) * | 2000-06-27 | 2003-09-24 | Bwa技术公司 | 用于在采用动态不对称的时分双工***中效率最大化的***和方法 |
CN1770743A (zh) * | 2004-11-01 | 2006-05-10 | 朗迅科技公司 | 软路由器 |
CN103916865A (zh) * | 2012-12-31 | 2014-07-09 | 中兴通讯股份有限公司 | 用于频谱共享的集成的无线局域网 |
CN105144768A (zh) * | 2013-04-26 | 2015-12-09 | 英特尔Ip公司 | 频谱共享情境中的共享频谱重新分配 |
WO2015187282A1 (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-10 | Qualcomm Incorporated | Methods and apparatuses for shared spectrum access |
WO2016089274A1 (en) * | 2014-12-03 | 2016-06-09 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Methods for establishing a metric reflecting usability of a radio spectrum band, and related node, system, computer program and computer program products |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2870790B1 (en) * | 2012-07-06 | 2017-11-15 | Nokia Solutions and Networks Oy | Use of licensed shared spectrum in a radio access network where signal propagation is unknown |
US9462478B2 (en) * | 2014-03-28 | 2016-10-04 | Intel Corporation | Dynamic shared access spectrum selection |
CN104202747A (zh) * | 2014-04-17 | 2014-12-10 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种频谱管理的方法、设备和*** |
CN106465136B (zh) | 2014-06-27 | 2021-01-01 | 诺基亚技术有限公司 | 用于分布式层级数据库的基于云的*** |
US20160066261A1 (en) * | 2014-09-03 | 2016-03-03 | Qualcomm Incorporated | Connectivity management based on cost information |
US20160183269A1 (en) | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Intel IP Corporation | Lsa based inter cell interference mitigation |
CN106341820A (zh) * | 2015-07-08 | 2017-01-18 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种频谱共享的方法和装置 |
-
2016
- 2016-12-23 WO PCT/EP2016/082591 patent/WO2018114000A1/en unknown
- 2016-12-23 US US16/472,542 patent/US11558752B2/en active Active
- 2016-12-23 EP EP16826060.2A patent/EP3560255B1/en active Active
- 2016-12-23 CN CN201680092092.8A patent/CN110313209B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1444809A (zh) * | 2000-06-27 | 2003-09-24 | Bwa技术公司 | 用于在采用动态不对称的时分双工***中效率最大化的***和方法 |
CN1770743A (zh) * | 2004-11-01 | 2006-05-10 | 朗迅科技公司 | 软路由器 |
CN103916865A (zh) * | 2012-12-31 | 2014-07-09 | 中兴通讯股份有限公司 | 用于频谱共享的集成的无线局域网 |
CN105144768A (zh) * | 2013-04-26 | 2015-12-09 | 英特尔Ip公司 | 频谱共享情境中的共享频谱重新分配 |
WO2015187282A1 (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-10 | Qualcomm Incorporated | Methods and apparatuses for shared spectrum access |
WO2016089274A1 (en) * | 2014-12-03 | 2016-06-09 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Methods for establishing a metric reflecting usability of a radio spectrum band, and related node, system, computer program and computer program products |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3560255A1 (en) | 2019-10-30 |
EP3560255B1 (en) | 2021-02-24 |
WO2018114000A1 (en) | 2018-06-28 |
US20210136590A1 (en) | 2021-05-06 |
US11558752B2 (en) | 2023-01-17 |
CN110313209A (zh) | 2019-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9094972B2 (en) | Sensing aiding method and system for cognitive radio | |
US20200100114A1 (en) | Methods providing security for multiple nas connections using separate counts and related network nodes and wireless terminals | |
US8594023B2 (en) | Quasi-dynamic spectrum access for internet of things (IOT) applications | |
CN109417801B (zh) | 传输信息的方法、装置及基站 | |
US10542568B2 (en) | Access channel management for wireless communication devices | |
CN108476512B (zh) | 依赖位置对的干扰和业务模式数据库 | |
US20140269550A1 (en) | Assigning licensed and unlicensed bandwidth | |
WO2011157886A1 (en) | A method to request resources in tv white spaces type environment | |
WO2012171931A1 (en) | Assigning licensed and unlicensed bandwidth | |
US20130295947A1 (en) | Method for detecting a network or device and a neighbor thereof | |
EP3266244B1 (en) | Resource allocation method and control entity using the same | |
CN110313209B (zh) | 传输调度和数据传输的方法、无线电控制单元、处理设备和存储介质 | |
JP2007533238A (ja) | 個別ismバンドの冗長送信を用いる干渉緩和方法およびデバイス | |
CN114980220B (zh) | 管理无线网络中的网络感知能力 | |
KR20130036058A (ko) | 기지국을 동작시키는 방법 및 기지국 | |
KR20130129424A (ko) | 채널 정보를 리포팅하기 위한 방법 및 장치 | |
JP5233653B2 (ja) | 通信システム | |
KR20130105462A (ko) | 무선 네트워크 내의 자원의 일시적 해제를 위한 방법, 장치, 및 컴퓨터 프로그램 제품 | |
US8472390B2 (en) | Method and apparatus for allocating spectrum | |
WO2019161531A1 (en) | Monitoring method and device | |
CN107852706B (zh) | 调度无线电资源的方法和通信节点 | |
WO2022187770A1 (en) | Beam blockage prediction for vehicle communications | |
CN114424654A (zh) | 测量方法、装置及*** | |
WO2017056882A1 (en) | Method for communicating a signal and transmitting terminal for transmitting a signal | |
EP3161518B1 (en) | Method and apparatus for protecting radars from interference |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |