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通过对资源分配模式的分析来检测蜂窝网络瓶颈的制作方法

2021-12-04 02:00:00 来源:中国专利 TAG:
1.本技术涉及用于用户装备(ue)设备的无线网络,并且更具体地涉及用于被动地确定蜂窝网络中的瓶颈的系统和方法。
背景技术
::2.无线通信系统的使用已快速增长。在最近几年中,无线设备诸如智能电话和平板电脑已变得越来越复杂精密。移动设备(即,用户装备设备或ue)支持电话呼叫,以及提供对互联网、电子邮件、文本消息和使用全球定位系统(gps)的导航的访问,并且能够操作利用这些功能的复杂应用程序。另外,存在许多不同的无线通信技术和无线通信标准。无线通信标准的一些示例包括gsm、umts(例如与wcdma或td‑scdma空中接口相关联)、lte、高级lte(lte‑a)、nr、hspa、3gpp2cdma2000(例如,1xrtt、1xev‑do、hrpd、ehrpd)、ieee802.11(wlan或wi‑fi)、bluetoothtm等。与这些标准相关联的网络称为无线电接入网(ran)。3.网络中的数据流受网络支持的系统上的各种资源和设备的带宽的影响。当大量数据正尝试流过网络并且带宽支持不足时,可能发生瓶颈和网络拥塞。移动数据应用的普及的持续增加已导致使用蜂窝网络的ue的数量和移动数据在蜂窝网络上的总体消耗两者的增加。有时,这些增加导致了瓶颈。4.网络瓶颈是指数据流(例如,从基站到ue的数据传输)受到计算机或网络资源不足或无线链路性能差(例如,信号强度差或干扰)限制的状况。术语“网络拥塞”也可用来指瓶颈。瓶颈可能导致高度不期望的状况,诸如通信速度慢、应用性能差、应用故障以及对网络上的用户效率和生产率的限制。因此,已实现了多种方法来确定和管理网络瓶颈。5.ue处的无线电接入技术(rat)瓶颈的确定是非常重要但具有挑战性的问题,尤其是在下行链路中(从基站到ue)。如果ue可确定某个rat在下行链路中具有瓶颈,则ue可采取步骤来改善移动应用性能。6.用于识别下行链路中的瓶颈的现有方法(诸如speedtest)依赖于测量吞吐量。然而,由于低下行链路吞吐量可归因于多个因素,因此测量蜂窝接口下行链路吞吐量不足以识别瓶颈。例如,低下行链路吞吐量可归因于所提供的低应用数据速率,这是并非由rat瓶颈创建的条件。7.瓶颈确定的另一种现有技术方法利用主动测量进行吞吐量估计。依赖于活动测量的方法是有限的,因为它们不能确定瓶颈是否应归因于无线电接入网络(ran)或核心网。另外,依赖于活动测量的方法对rat施加额外的开销,从而在下行链路上创建甚至更多的流量。因此,期望本领域中的改善。技术实现要素:8.本文呈现了用于操作用户装备(ue)以确定下行链路信道中的蜂窝网络瓶颈的系统和方法,以及在ue中用于确定蜂窝网络瓶颈的装置的实施方案。ue可包括:至少一个天线;无线电部件,该无线电部件可操作地耦接到至少一个天线以用于与蜂窝网络通信;存储器,该存储器耦接到无线电部件;和处理器,该处理器可操作地耦接到存储器和无线电部件。9.ue可从在一系列传输时间间隔期间从蜂窝网络所接收的网络流量确定网络流量的突发。ue可分析突发期间对ue的资源分配以确定蜂窝网络繁忙的程度。然后,ue可至少部分地基于资源分配分析来确定蜂窝网络正在经历瓶颈。响应于确定瓶颈,ue可采取一些动作来尝试解决瓶颈,诸如从当前rat转换到不同rat。10.该分析可包括确定网络流量的突发内未向ue分配资源(指示基站繁忙)的多个传输时间间隔的百分比,以及将该百分比与第一阈值进行比较。该分析可进一步包括确定网络流量的突发内的多个传输时间间隔的至少一个子组中的每一者的状态。11.在确定突发内的每个传输时间间隔的状态时,ue可计算在每个传输时间间隔期间从基站分配给ue的资源块的总数的百分比。然后,ue可基于百分比来确定突发中的每个传输时间间隔的状态。ue可确定网络流量的突发内具有活动状态的传输时间间隔的数量,其中活动状态指示传输时间间隔中有高百分比的资源块被分配给ue。ue还可确定突发中具有繁忙状态的传输时间间隔的数量,其中繁忙状态指示网络流量的突发内没有资源块被分配给ue。突发内的繁忙状态可指示网络必须服务于其他ue,并且因此可指示瓶颈。然后,ue可确定网络流量的突发内具有繁忙状态的传输时间间隔的百分比。12.当ue在相应的传输时间间隔期间没有接收到资源块并且先前的传输时间间隔具有活动状态时,ue可确定相应的传输时间间隔具有繁忙状态。当ue在相应的传输时间间隔期间没有接收到资源块并且先前的传输时间间隔不具有活动状态时,ue可确定传输时间间隔具有空闲状态,例如,先前tti是最后活动或空闲状态。13.在执行上述方法时,ue可计算蜂窝网络在多个突发上并且可能在各自包含多个突发的多个时间窗口上繁忙的平均程度。在确定是否存在瓶颈时,ue可将蜂窝网络忙的平均程度与第一阈值进行比较。14.ue还可通过识别突发的第一活动传输时间间隔和最后活动传输时间间隔来确定突发的持续时间。在一些实施方案中,ue可计算平均持续时间值。ue可至少部分地基于确定网络流量的突发的持续时间大于第一持续时间阈值来确定蜂窝网络正在经历瓶颈。在一些实施方案中,当突发持续时间大于第二较短持续时间阈值并且蜂窝网络繁忙的程度大于“繁忙”阈值时,ue可确定存在瓶颈。ue可将第一活动传输时间间隔(tti)确定为具有紧接在空tti之前的活动状态,并且可将最后活动tti确定为具有非零百分比的资源块的传输时间间隔,该资源块包含用于ue的小于高阈值的数据。15.需注意,可在若干个不同类型的设备中实施本文描述的技术和/或将本文描述的技术与该若干个不同类型的设备一起使用,该若干个不同类型的设备包括但不限于基站、接入点、蜂窝电话、便携式媒体播放器、平板电脑、可穿戴设备和各种其他计算设备。16.本
发明内容旨在提供在本文档中所描述的主题中的一些的简要概述。因此,应当理解,上述特征仅为示例并且不应理解为以任何方式缩小本文所述的主题的范围或实质。本文所描述的主题的其它特征、方面和优点将通过以下具体实施方式、附图和权利要求书而变得显而易见。附图说明17.当结合以下附图来考虑实施方案的以下详细描述时,可获得对本发明的更好的理解。18.图1示出了根据一些实施方案的示例性(和简化的)无线通信系统;19.图2示出了根据一些实施方案的与用户装备(ue)设备通信的基站(基站)和接入点的示例;20.图3是根据一些实施方案的蜂窝网络系统的框图;21.图4示出了根据一个实施方案的ue的示例性框图;22.图5示出了根据一个实施方案的基站的示例性框图;23.图6示出了lte中的下行链路数据传输的示例;24.图7示出了根据本文描述的实施方案的各种tti状态;25.图8示出了根据本文所述的实施方案的示例性瓶颈确定方法的流程图;26.图9示出了根据本文所述的实施方案的第二示例性瓶颈确定方法;27.图10示出了根据本文所述的实施方案的被测量间隙中断的示例性短突发;28.图11是示出根据本文所述的实施方案的瓶颈的确定的曲线图;29.图12是示出根据本文所述的实施方案的瓶颈的确定的曲线图;30.图13是示出根据本文所述的实施方案的“无瓶颈”的确定的曲线图;31.图14是示出根据本文所述的实施方案的瓶颈的确定的曲线图;和32.图15是示出根据本文描述的实施方案的“无瓶颈”的确定的曲线图。33.尽管本发明易受各种修改和替代形式的影响,但其具体实施方案在附图中以举例的方式示出并在本文中详细描述。然而,应当理解,附图及对附图的详细描述并非旨在将本发明限制于所公开的特定形式,而正相反,其目的在于覆盖落在由所附权利要求所限定的本发明的实质和范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。具体实施方式34.首字母缩略词35.在本公开中通篇使用各种首字母缩略词。在本公开中通篇可能出现的最为突出的所用首字母缩略词的定义如下:36.·ue:用户装备37.·rf:射频38.·bs:基站39.·nw:网络40.·dl:下行链路41.·ul:上行链路42.·gsm:全球移动通信系统43.·umts:通用移动电信系统44.·lte:长期演进45.·nr:新无线电46.·tx:传输/发射47.·rx:接收/接收48.·rat:无线电接入技术49.·ran:无线电接入网络50.·fdma:频分多址51.·ie:信息元素52.·nf:网络功能53.·pusch:物理上行链路共享信道54.·pdcch:物理下行链路控制信道55.·rrc:无线电资源控制56.术语57.以下是本公开中会出现的术语的术语表:58.存储器介质—各种类型的非暂态存储器设备或存储设备中的任一者。术语“存储器介质”旨在包括安装介质,例如,cd‑rom、软盘或磁带设备;计算机系统存储器或随机存取存储器诸如dram、ddrram、sram、edoram、rambusram等;非易失性存储器诸如闪存、磁介质,例如,硬盘驱动器或光学存储装置;寄存器或其他类似类型的存储器元件等。存储器介质也可包括其他类型的非暂态存储器或它们的组合。此外,存储器介质可位于执行程序的第一计算机系统中,或者可位于通过网络诸如互联网连接到第一计算机系统的不同的第二计算机系统中。在后面的实例中,第二计算机系统可向第一计算机系统提供程序指令以供执行。术语“存储器介质”可包括可驻留在例如通过网络连接的不同计算机系统中的不同位置的两个或更多个存储器介质。存储器介质可存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如,表现为计算机程序)。59.载体介质—如上所述的存储器介质、以及物理传输介质诸如总线、网络和/或传送信号诸如电信号、电磁信号或数字信号的其他物理传输介质。60.计算机系统(或计算机)‑‑各种类型的计算系统或处理系统中的任一种,包括个人计算机系统(pc)、大型计算机系统、工作站、网络电器、互联网电器、个人数字助理(pda)、电视系统、栅格计算系统,或者其他设备或设备的组合。通常,术语“计算机系统”可广义地被定义为包含具有执行来自存储器介质的指令的至少一个处理器的任何设备(或设备的组合)。61.用户装备(ue)(或“ue设备”)–移动或便携式的且执行无线通信的各种类型的计算机系统或设备中的任一者。ue设备的示例包括移动电话或智能电话(例如,iphonetm、基于androidtm的电话)、平板电脑(例如,ipadtm、samsunggalaxytm)、便携式游戏设备(例如,nintendodstm、playstationportabletm、gameboyadvancetm、iphonetm)、可穿戴设备(例如,智能手表,智能眼镜)、手提电脑、pda、便携式互联网设备、音乐播放器、数据存储设备或其他手持设备、无人驾驶飞行器(uav)、无人驾驶飞行器控制器(uac)、车辆等。通常,术语“ue”或“ue设备”可广义地被定义为包含便于用户运输并能够进行无线通信的任何电子设备、计算设备和/或电信设备(或设备的组合)。62.无线设备—执行无线通信的各种类型的计算机系统或设备中的任一者。无线设备可为便携式的(或移动的),或者可为静止的或固定在某个位置处。ue是无线设备的一个示例。63.通信设备—执行通信的各种类型的计算机系统或设备中的任一者,其中该通信可为有线通信或无线通信。通信设备可为便携式的(或移动的),或者可为静止的或固定在某个位置处。无线设备是通信设备的一个示例。ue是通信设备的另一个示例。64.基站(bs)‑‑术语“基站”具有其通常含义的全部范围,并且至少包括被安装在固定位置处并用于作为无线电话系统或无线电系统的一部分进行通信的无线通信站。65.处理元件(或处理器)–是指能够执行设备(例如用户装备设备或蜂窝网络设备)中的功能的各种元件或元件组合。处理元件可包括例如:处理器和相关联的存储器、各个处理器核心的部分或电路、整个处理器核心、处理器阵列、电路诸如asic(专用集成电路)、可编程硬件元件诸如现场可编程门阵列(fpga)以及以上各种组合中的任何一种。66.wi‑fi‑‑术语“wi‑fi”具有其通常含义的全部范围,并且至少包括无线通信网络或rat,其由无线lan(wlan)接入点提供服务并通过这些接入点提供至互联网的连接性。大多数现代wi‑fi网络(或wlan网络)基于ieee802.11标准,并以“wi‑fi”的命名面市。wi‑fi(wlan)网络不同于蜂窝网络。67.自动—是指由计算机系统(例如,由计算机系统执行的软件)或设备(例如,电路、可编程硬件元件、asic等)在无需直接指定或执行动作或操作的用户输入的情况下执行的动作或操作。因此,术语“自动”与用户手动执行或指定操作形成对比,其中用户提供输入来直接执行该操作。自动过程可由用户所提供的输入来启动,但“自动”执行的后续动作不是由用户指定的,即,不是“手动”执行的,其中用户指定要执行的每个动作。例如,用户通过选择每个字段并提供输入指定信息(例如,通过键入信息、选择复选框、无线电选择等)来填写电子表格为手动填写该表格,即使计算机系统必须响应于用户动作来更新该表格。该表格可通过计算机系统自动填写,其中计算机系统(例如,在计算机系统上执行的软件)分析表格的字段并填写该表格,而无需任何用户输入指定字段的答案。如上面所指示的,用户可援引表格的自动填写,但不参与表格的实际填写(例如,用户不用手动指定字段的答案而是它们自动地完成)。本说明书提供了响应于用户已采取的动作而自动执行的操作的各种示例。68.被配置为‑‑各种部件可被描述为“被配置为”执行一个或多个任务。在此类环境中,“被配置为”是一般表示“具有”在操作期间执行一个或多个任务的“结构”的宽泛表述。由此,即使在部件当前没有执行任务时,该部件也能被配置为执行该任务(例如,一组电导体可被配置为将模块电连接到另一个模块,即使当这两个模块未连接时)。在一些上下文中,“被配置为”可以是一般意味着“具有”在操作期间实行一个或多个任务的“电路”的结构的宽泛表述。由此,即使在部件当前未接通时,该部件也能被配置为执行任务。通常,形成与“被配置为”对应的结构的电路可包括硬件电路。69.瓶颈–网络瓶颈是无线网络无法适应应用数据速率的点。当网络具有来自多个ue的如此多的请求以至于网络不能向ue中的一个或多个ue提供他们需要或期望的注意力时,可能发生瓶颈。当无线链路的性能由于低信号强度或干扰而较差时,也可能发生瓶颈。作为一个示例,网络“瓶颈”可以是网络上的通信拥塞点。70.突发—从一个设备到另一设备的连续数据传输,可能会中断也可能不会中断。71.传输时间间隔(tti)–术语“传输时间间隔”具有其普通含义的全部范围,并且至少包括基站(bs)调度上行链路(ul)和下行链路(dl)数据传输的时间单元。72.无线电接入网络(ran)–无线电接入网络是通过无线电连接将各个设备连接到网络的其他部分的电信系统的一部分。ran驻留在用户装备(诸如移动电话、计算机或任何远程控制的机器)之间,并且提供与其核心网的连接。无线电接入网络的示例包括蓝牙、wi‑fi、gsm、umts、4glte和5gnr网络连接。73.无线电接入技术(rat)‑无线电接入技术是无线电接入网络的基础物理连接方法。许多现代移动电话在一个设备中支持若干rat,诸如蓝牙、wi‑fi和gsm、umts、4glte或5gnr。74.上行链路(ul)–在蜂窝通信中,上行链路是从用户装备(ue)到基站(bs)的传输路径。75.下行链路(dl)–在蜂窝通信中,下行链路是从基站(bs)到用户装备(ue)的传输路径。76.争用–是当两个或更多个移动设备或ue争用相同网络资源时发生的状况。77.为了便于描述,可将各种部件描述为执行一个或多个任务。此类描述应当被解释为包括短语“被配置为”。表述被配置为执行一个或多个任务的部件明确地旨在对该部件不援引美国法典第35标题第112节第六段的解释。78.图1和图2‑示例性通信系统79.图1示出了根据一些实施方案的可实现本公开的各个方面的简化示例性无线通信系统。需注意,图1的系统仅是一个可能的系统的示例,并且这些实施方案根据需要可被实施在各种系统中的任一种中。80.如图所示,该示例性无线通信系统包括基站102,该基站通过传输介质与一个或多个(例如,任意数量)用户设备106a、106b等直到106n进行通信。在本文中可将每个用户设备称为“用户装备”(ue)或ue设备。因此,用户设备106称为ue或ue设备。ue设备是无线设备的示例。81.基站102可以是基站收发信机(bts)或小区站点,并且可包括实现与从ue106a至106n的无线通信的硬件和/或软件。如果在lte的环境中实施基站102,则其可被称为“enodeb”或“enb”。如果在5gnr的上下文中实施基站102,则其另选地可被称为“gnodeb”或“gnb”。82.基站的通信区域(或覆盖区域)可称为“小区”。基站102和用户设备可被配置为使用各种无线电接入技术(rat)中的任一种通过传输介质进行通信,所述无线电接入技术(rat)也被称为无线通信技术或电信标准,诸如gsm、umts(wcdma)、lte、高级lte(lte‑a)、laa/lte‑u、5gnr、3gpp2、cdma2000(例如1xrtt、1xev‑do、hrpd、ehrpd)、wi‑fi等。83.基站102还可被装备成与网络100(例如,蜂窝服务提供方的核心网络、电信网络诸如公共交换电话网(pstn)、和/或互联网,以及各种可能的网络)进行通信。因此,基站102可促进用户设备之间和/或用户设备与网络100之间的通信。特别地,蜂窝基站102a可提供具有各种通信能力诸如语音、sms和/或数据服务的ue106。84.同样如本文所用,就ue而言,有时在考虑了ue的上行链路和下行链路通信的情况下,基站可被认为代表网络。因此,与网络中的一个或多个基站通信的ue也可以被理解为与网络通信的ue。85.基站102a和根据相同或不同的蜂窝通信标准进行操作的其他类似的基站(诸如基站102b......102n)可因此被提供作为小区的网络,该小区的网络可经由一个或多个蜂窝通信标准在地理区域上向ue106a‑n和类似的设备提供连续或几乎连续的重叠服务。86.因此,尽管基站102a可充当如图1中所示的ue106a‑n的“服务小区”,但是每个ue106还可能够从一个或多个其他小区(可由基站102b‑ꢀn和/或任何其他基站提供)接收信号(并可能在其通信范围内),该一个或多个其他小区可被称为“相邻小区”。此类小区也可能够促进用户设备之间和/或用户设备和网络100之间的通信。此类小区可包括“宏”小区、“微”小区、“微微”小区和/或提供服务区域大小的任何各种其他粒度的小区。例如,在图1中示出的基站102a‑b可为宏小区,而基站102n可为微小区。其他配置也是可能的。87.在一些实施方案中,基站102a可以是下一代基站,例如,5g新无线电(5gnr)基站或“gnb”。在一些实施方案中,gnb可连接到传统演进分组核心(epc)网络和/或连接到新无线电通信核心(nrc)网络。此外,gnb小区可包括一个或多个过渡和接收点(trp)。此外,能够根据5gnr操作的ue可连接到一个或多个gnb内的一个或多个trp。88.需注意,ue106能够使用多个无线通信标准进行通信。例如,除至少一种蜂窝通信协议(例如,gsm、umts(与例如wcdma或td‑ꢀscdma空中接口相关联)、lte、lte‑a、5gnr、hspa、3gpp2cdma2000(例如,1xrtt、1xev‑do、hrpd、ehrpd)等)之外,ue106可被配置为使用无线联网(例如,wi‑fi)和/或对等无线通信协议(例如,蓝牙、wi‑fi对等,等)进行通信。如果需要的话,ue106还可以或另选地被配置为使用一个或多个全球导航卫星系统(gnss,例如gps或glonass)、一个或多个移动电视广播标准(例如,atsc‑m/h或dvb‑ꢀh)和/或任何其他无线通信协议进行通信。无线通信标准的其它组合(包括多于两种无线通信标准)也是可能的。89.图2示出了根据一些实施方案的与基站102和接入点112通信的用户装备(ue)106(例如,设备106a至设备106n中的一者)。ue106可以是具有蜂窝通信能力和非蜂窝通信能力(例如,bluetooth、wi‑fi等)的设备,诸如移动电话、手持设备、计算机或平板电脑、或如上所定义的几乎任何类型的无线设备。90.ue106可包括被配置为执行存储在存储器中的程序指令的处理器(处理元件)。ue106可通过执行此类所存储的指令来执行本文所述的操作中的任一操作。另选地或此外,ue106可以包括可编程硬件元件,诸如fpga(现场可编程门阵列)、集成电路,以及/或者被配置为执行(例如,单独地或组合地)本文所述实施方案中的任一实施方案或本文所述实施方案中的任一实施方案的任何部分的各种其他可能的硬件部件中的任一硬件部件。91.ue106可包括用于使用一个或多个无线通信协议或技术进行通信的一个或多个天线。在一些实施方案中,ue106可被配置为使用例如cdma2000(1xrtt/1xev‑do/hrpd/ehrpd)、lte/高级lte、或使用单个共享无线电部件的5gnr和/或gsm、lte、高级lte、或使用单个共享无线电部件的5gnr进行通信。共享无线电可耦接到单根天线,或者可耦接到多根天线(例如,对于mimo),以用于执行无线通信。通常,无线电部件可包括基带处理器、模拟射频(rf)信号处理电路(例如,包括滤波器、混频器、振荡器、放大器等)或数字处理电路(例如,用于数字调制以及其他数字处理)的任何组合。类似地,该无线电部件可使用前述硬件来实现一个或多个接收链和发射链。例如,ue106可在多种无线通信技术诸如上面论述的那些之间共享接收链和/或发射链的一个或多个部分。92.在一些实施方案中,ue106针对被配置为用其进行通信的每个无线通信协议而可包括单独的发射链和/或接收链(例如,包括单独的天线和其他无线电部件)。作为另一种可能性,ue106可包括在多个无线通信协议之间共享的一个或多个无线电部件,以及由单个无线通信协议唯一地使用的一个或多个无线电部件。例如,ue106可包括用于使用lte或5gnr(或者lte或1xrtt、或者lte或gsm)中的任一者进行通信的共享无线电部件、以及用于使用wi‑fi和蓝牙中的每一者进行通信的单独无线电部件。其他配置也是可能的。93.类似地,基站102可包括被配置为执行存储在存储器中的程序指令的处理器(处理元件)。基站102可通过执行此类存储的指令来执行本文所述的操作中的任一操作。另选地或除此之外,基站102可包括可编程硬件元件,诸如fpga(现场可编程门阵列)、集成电路,以及/或者被配置为执行(例如,单独地或组合地)本文所述实施方案中的任一实施方案或本文所述实施方案中的任一实施方案的任何部分的各种其他可能的硬件部件中的任一硬件部件。94.图3—示例性蜂窝网络95.图3是根据一些实施方案的示出示例性蜂窝网络的框图。如图所示,ue以无线方式与基站进行通信,作为一个示例,该基站可被称为gnb。基站继而与蜂窝网络进行通信。96.图3示出了蜂窝网络的简化视图,该简化视图示出了可与本文所述操作相关的各种元件。如图所示,基站可耦接到无线电接入网络(ran)。ran继而可耦接到各种网络元件或网络功能,例如,实现各种网络功能的一个或多个计算机系统。例如,无线电接入网络可耦接到用户平面功能(upf),该upf继而可耦接到各种附加网络功能。97.通常,网络功能可被实现为在计算机系统(诸如服务器,例如云服务器)上执行的软件。可存在于蜂窝网络系统中的网络功能可包括诸如以下的功能:接入和移动性管理功能(amf)、策略控制功能(pcf)、网络数据分析功能(nwdaf)、应用程序功能(af)、网络切片选择功能(nssf)和ue无线电能力管理功能(ucmf)及各种可能的其他功能。98.图4–示例性ue设备的框图99.图4示出了根据一些实施方案的示例性ue106的框图。如图所示,ue106可包括片上系统(soc)300,该片上系统可包括用于各种目的的部分。例如,如图所示,soc300可包括可执行用于ue106的程序指令的处理器302,以及可执行图形处理并向显示器360提供显示信号的显示电路304。soc300还可包括运动感测电路370,运动感测电路370可例如使用陀螺仪、加速度计和/或各种其他运动感测部件中的任一者来检测ue106的运动。处理器302还可耦接到存储器管理单元(mmu)340和/或其他电路或设备,诸如显示器电路304、无线电部件330、连接器i/f320和/或显示器360,该mmu可被配置为从处理器302接收地址并将那些地址转换成存储器(例如存储器306、只读存储器(rom)350、闪存存储器310)中的位置。mmu340可被配置为执行存储器保护和页表转换或设置。在一些实施方案中,mmu340可以被包括作为处理器302的一部分。100.如图所示,soc300可耦接到ue106的各种其他电路。例如,ue106可包括各种类型的存储器(例如,包括nand闪存310)、连接器接口320(例如,用于耦接至计算机系统、坞站、充电站等等)、显示器360和无线通信电路330(例如,用于lte、lte‑a、nr、cdma2000、bluetoothtm、wi‑fi、gps等等)。ue设备106可包括至少一根天线(例如335a),并且可能包括多根天线(例如由天线335a和335b所示),以用于执行与基站和/或其他设备的无线通信。天线335a和335b以示例方式示出,并且ue设备106可包括更少或更多的天线。总的来说,一根或多根天线统称为天线335。例如,ue设备106可借助无线电电路330使用天线335来执行无线通信。如上所述,在一些实施方案中,ue可被配置为使用多个无线通信标准来进行无线通信。101.在一些实施方案中,无线电部件330可包括专用于针对各种相应rat标准来控制通信的单独控制器。例如,如图4所示,无线电部件330可包括wi‑fi控制器352、蜂窝控制器(例如lte和/或lte‑a控制器)354和bluetoothtm控制器356,并且在至少一些实施方案中,这些控制器中的一个或多个控制器或者全部控制器可被实现为相应的集成电路(简称为ic或芯片),这些集成电路彼此通信,并且与soc300(更具体地讲与处理器302)通信。例如,wi‑fi控制器352可通过小区‑ism链路或wci接口来与蜂窝控制器354通信,并且/或者bluetoothtm控制器356可通过小区‑ism链路等与蜂窝控制器354通信。尽管在无线电部件330内示出了三个单独的控制器,但ue设备106中可实现具有用于各种不同rat的更少或更多个类似控制器的其他实施方案。102.图5–示例性基站的框图103.图5示出了根据一些实施方案的示例性基站102的框图。需注意,图5的基站仅仅是可能的基站的一个示例。如图所示,基站102可包括可执行针对基站102的程序指令的处理器404。处理器404还可以耦接到存储器管理单元(mmu)440或其他电路或设备,该mmu可以被配置为接收来自处理器404的地址并将这些地址转换为存储器(例如,存储器460和只读存储器(rom)450)中的位置。104.基站102可包括至少一个网络端口470。网络端口470可被配置为耦接到电话网,并提供有权访问如上文在图1和图2中所述的电话网的多个设备诸如ue设备106。网络端口470(或附加的网络端口)还可被配置为或另选地被配置为耦接到蜂窝网络,例如蜂窝服务提供方的核心网络。核心网络可向多个设备诸如ue设备106提供与移动性相关的服务和/或其他服务。在一些情况下,网络端口470可经由核心网络耦接到电话网络,并且/或者核心网络可提供电话网络(例如,在蜂窝服务提供方所服务的其他ue设备中)。105.基站102可包括至少一个天线434以及可能的多个天线。一根或多根天线434可被配置为作为无线收发器进行操作,并且可被进一步配置为经由无线电部件430与ue设备106进行通信。天线434经由通信链432来与无线电部件430进行通信。通信链432可为接收链、发射链或两者。无线电部件430可被设计为经由各种无线电信标准进行通信,该无线电信标准包括但不限于nr、lte、lte‑awcdma、cdma2000等。基站102的处理器404可被配置为实现和/或支持实现本文所述方法的一部分或全部,例如通过执行存储在存储器介质(例如,非暂态计算机可读存储器介质)上的程序指令。在某些rat(例如wi‑fi)的情况下,基站102可以被设计为接入点(ap),在这种情况下,网络端口470可被实现为提供对广域网和/或一个或多个局域网的接入,例如它可包括至少一个以太网端口,并且无线电部件430可以被设计为根据wi‑fi标准进行通信。106.瓶颈确定107.网络瓶颈可被表征为网络上的流量拥塞点。网络可能具有来自各种ue的如此多的请求,以至于网络不能向一个或多个其他ue提供他们需要或期望的注意力。在这种情况下,在基站与ue之间的下行链路中可能发生瓶颈。瓶颈可能导致通信速度慢、应用性能差,并且可能限制网络上的用户效率和生产率。108.如果ue可确定下行链路(从基站到ue)中的瓶颈,则ue可能有机会采取动作来减轻对ue的影响。例如,在确定下行链路中的瓶颈时,ue可选择调整一个或多个应用的执行,警示网络和/或用户,或切换到另一rat。109.本文描述了用于通过利用基站调度模式来识别蜂窝网络瓶颈的系统和方法。基站调度模式可用于首先识别流量突发,然后分析这些流量突发以确定蜂窝网络瓶颈。换句话讲,本文所述的实施方案可操作以分析在所接收的传输时间间隔(tti)中对ue的资源分配,以确定(或尝试评估)蜂窝网络繁忙的程度,并因此确定是否已发生瓶颈。110.图6–下行链路数据传输111.图6示出使用lte作为示例的下行链路数据传输。资源块(rb)是可由基站分配给ue的最小资源单元。蜂窝基站可使用集中式比例公平调度器,该集中式比例公平调度器以每个调度间隔向ue分配rb。在这种情况下,调度间隔也可被称为传输时间间隔(tti)。例如,在lte中,在时间(7个ofdm符号)和频率(12个子载波)维度上指定rb,并且tti为1ms。对于20mhz信道,在一个tti中存在100个rb。112.突发传统上被定义为从一个设备到另一设备的连续数据传输,其理想的是无中断(但可能有一些中断)。基站优选以突发的方式向每个ue发送数据,即,向一个ue分配一个tti中的所有rb。该行为有许多原因。例如,突发通过减少控制信道开销来节省频谱。另外,突发通过增加ue的无线电部件可进入低功率模式的时间来改善ue的电池寿命。因此,在每个tti中,只有当不再有针对目标ue的缓冲数据时,基站才会将总rb的一小部分分配给目标ue,这意味着突发的结束。因此,本文所述的实施方案可使得ue能够通过观察基站的rb分配模式来确定突发的开始和结束。113.如本文所用,术语“突发”用于指如上定义的传统突发(大部分不间断数据的连续传输),以及实际上由于瓶颈、测量间隙或一些其他原因而被网络中断的部分连续数据传输。换句话讲,如本文所用,术语“突发”是指由ue在两个或更多个连续传输间隔中所接收的一组数据,由于瓶颈或一些其他问题,该组数据实际上可能已被或可能未被空tti中断。114.本文所述的实施方案基于在tti期间分配给ue的rb的量来表征tti的“状态”。ue可使用这些状态来确定蜂窝网络(或基站)在网络流量的一个或多个突发期间是否繁忙,从而识别基站与ue之间的下行链路中的瓶颈。115.图7—突发检测方法中使用的tti状态116.图7示出了根据本文所述的一些实施方案的在突发确定方法中使用的tti状态。定义了四种tti状态:活动tti、最后活动tti、空闲tti和繁忙tti。117.活动tti可被定义为其中分配给ue的rb的百分比大于高阈值(诸如75%)的tti。在活动tti中,tti的资源块中有较大百分比被分配给ue,因此该tti被推测为是从网络(基站)到ue的下载网络流量突发的一部分。118.最后活动tti可被定义为其中分配给ue的rb的百分比小于高阈值(诸如75%)并且为非零(大于0%)的tti。在最后活动tti中,资源块中有较小百分比被分配给ue,因此该tti被推测为指示突发的结束。这基于这样的概念:在突发结束时,“剩下”或“最后剩余”数据正被传输,这通常并非完整量的资源块,而是通常为较小的百分比(除了少数异常值的情况之外)。119.繁忙tti可被定义为其中分配给ue的rb的百分比为零或0%(即,其中在tti期间未调度ue)并且其中先前tti为活动tti的tti。就繁忙tti而言,在tti中没有资源块被分配给ue,并且该tti遵循活动tti(并非最后活动tti),这意味着该tti被推测为在连续突发内(因为尚未接收到最后活动tti)。120.空闲tti可被定义为其中分配给tti的rb的百分比为0%(即,其中在tti期间未调度ue)并且其中先前tti为最后活动tti或空闲tti的tti。就空闲tti而言,在tti中没有资源块被分配给ue,并且该tti遵循最后活动tti(并非活动tti),这意味着该tti被推测为在连续突发的结束,例如,可在基站正在向其他ue传输数据时的突发之间。121.图7示出了两个所确定的突发的示例,即突发1和突发2。如图所示,突发可被确定为以被识别为第一活动tti(空闲tti之前的活动tti)的传输时间间隔(tti)开始,并且以识别的最后活动tti(最后活动tti)结束。突发1包括六个tti,其中四个是活动tti,并且其中两个是繁忙tti。突发2包括两个tti,这两个tti都是活动tti(并且无繁忙tti)。在图7的示例中,测量突发,使得它们不包括相关联的最后活动tti。另选地,可测量突发,使得其确实包括相关联的最后活动tti。122.基站可被确定为具有繁忙百分比,该繁忙百分比等于突发期间的繁忙tti的数量除以突发中的tti的总数。与该定义一致,突发1可被描述为具有33.3%的繁忙百分比,其中2个tti被识别为繁忙,并且4个tti被识别为活动,从而产生2除以6或33.3%的比率。另选地,最后活动tti也可作为突发的一部分计数,因此比率将为2除以7或28.5%。123.突发2可被描述为具有0%的繁忙百分比,因为其不具有任何繁忙tti。124.下行链路中的瓶颈可由各种场景引起,诸如应用数据速率大于rat吞吐量、从相同基站接收网络流量的ue之间存在高竞争等。第一场景可导致具有高持续时间的突发,例如持续时间大于2秒的突发。第二场景可导致也具有高繁忙百分比的显著持续时间的突发,例如,持续时间大于或等于40毫秒且繁忙百分比大于50%的突发。本文所述的实施方案可操作以通过识别前述状况来确定下行链路中的瓶颈。125.图8–瓶颈确定方法流程图126.图8示出了根据本文所述的一些实施方案的瓶颈确定方法流程图。图8的方法可由ue执行,例如,可由蜂窝网络服务的多个ue中的每个ue执行。如前所述,该方法可分析所接收的tti中的资源分配以确定是否可能存在瓶颈。127.在802处,该方法可确定突发并且可估计突发的持续时间。如上所述,突发可被确定为以首先被识别为活动tti(活动tti之前是空闲tti)的传输时间间隔(tti)开始,并且以所识别的最后活动tti(最后活动tti)结束。突发的持续时间可包括突发内除了最后活动tti之外的所有传输时间间隔。在活动tti中,超过高阈值(例如,75%)的rb被分配给ue。在最后活动tti中,介于0%和高阈值(例如,75%)之间的rb被分配给ue。128.在识别突发并确定突发的持续时间之后,在804处,该方法可确定突发的长度是否大于突发持续时间阈值(例如,2秒)。“长”持续时间的突发(超过“突发持续时间阈值”)指示基站需要相当多的时间来将所请求的数据传输到ue。长突发可能意味着基站的数据缓冲区已满,即基站处存在ue应用数据的“积压”。该积压可表明ue的应用数据速率大于rat下行链路信道的吞吐量,从而导致瓶颈。突发持续时间阈值可为各种值中的任一值。在该示例中,突发持续时间阈值为2秒。然而,可使用其他阈值(例如,在1秒或更高范围内的任何值)来指示“长”突发。129.如果ue确定突发超过突发持续时间阈值,则ue在812处确定瓶颈,并且操作完成,例如返回到802以监测新接收的突发。如果突发的长度小于突发持续时间阈值,则该方法前进至806。130.在806处,该方法可估计突发的繁忙百分比。如上所述,基站可被确定为具有等于突发期间的繁忙tti的数量除以突发中的tti总数的繁忙百分比。繁忙tti紧接在活动tti之后,并且包括分配给ue的零个rb。131.突发内繁忙tti的存在可指示,在基站正在向ue发送数据的过程中(如突发中的活动tti所指示),蜂窝网络(基站)需要将数据传输到一个或多个其他ue(如突发期间的繁忙tti所指示)。因此,基站中断其对ue的服务,以便处理这些冲突的需求。这种情况(其中一个或多个ue争用稀少资源)被称为ue之间的“争用”。132.因此,计算突发的繁忙百分比可导致瓶颈的指示。可通过将突发期间的繁忙tti总数除以突发期间的活动tti总数来计算繁忙百分比。ue可执行其他方法或过程以确定网络繁忙的程度。133.适中持续时间的突发(大于中等持续时间阈值(例如,40毫秒),但小于“长”突发持续时间阈值(例如,2秒))本身可能不够长,这意味着基站处存在数据的积压,这可能指示瓶颈。然而,在该实施方案中,至少适中持续时间或更长并且还具有显著繁忙百分比的突发可指示争用,并因此指示瓶颈。134.在808处,该方法可确定突发是否大于中等持续时间阈值(例如,40毫秒)以及突发是否具有大于特定百分比(诸如50%)的繁忙百分比。各种繁忙百分比阈值中的任一繁忙百分比阈值(诸如在40%或更高范围内的繁忙阈值百分比)可用于确定蜂窝网络是否繁忙。135.如果这两个确定的答案为“是”,则在814处,该方法可确定瓶颈。如果对这些确定中的一个确定的回答为否,则在810处,该方法可确定不存在瓶颈。在这种情况下,该方法可返回802并开始评估新突发。136.图8的流程图可重复地或连续地执行,以连续地评估网络中是否存在瓶颈。在一些实施方案中,在不太可能发生瓶颈的时间段期间或地理区域中可禁用或关闭图8的方法。在一些实施方案中,ue可与其他相邻ue共享其瓶颈确定。137.响应于检测到瓶颈,ue可操作以切换到使用不同的rat。例如,当ue使用上述方法检测到瓶颈时,ue可在lte网络上操作。ue可在lte网络上操作,因为其可具有比更现代的rat诸如nr更少的功率需求或可能更多的可用带宽。在lte网络上识别出的瓶颈可指示lte网络的速度不能适应在ue上执行的应用(诸如游戏)的应用数据速率。在lte网络上识别的瓶颈还可指示或替代地指示两个许多ue正在争夺基站(网络)的注意力。需注意,本文所述的方法可仅使用被动测量(即,仅使用已发送到ue的数据)来识别瓶颈。此外,该方法可不对应用数据速率或核心网络性能做出任何假设。138.响应于检测到lte网络上的瓶颈,ue可转换到可能具有较少网络拥塞的不同rat,诸如5grat(新无线电或nr)。需注意,ue可基于各种标准稍后转换回到lte网络。139.本文所述的实施方案可用于各种使用案例中。例如,该方法可用于“智能数据模式”,其中在检测到瓶颈时,ue可使得其5g接口(从使用lte转换到使用nr)能够改善蜂窝性能。该方法也可在低功率模式下使用,其中该方法允许ue使用lterat操作以节省能量,并且仅在需要时切换到不同的rat,诸如5g。该方法还可用于智能sim选择。该方法可允许在识别特定sim中的rat瓶颈时进行智能sim选择。140.图9‑多个时间窗口上的瓶颈确定141.不经常地,网络流量的突发可具有相当精确地完全填充整数个tti的大小。在这种情况下,网络流量的突发将仅由整数个活动tti指示,即,可能不存在“剩下”或“最后剩余”数据量仅占用突发的最后tti的一部分。在这种情况下,该方法可能无法识别与突发的结束相关联的最后活动tti。为了确保在这种情况下的突发确定(和后续瓶颈确定),瓶颈检测方法可计算多个时间段内的平均突发持续时间和平均繁忙百分比(争用)。此类平均方法的示例在图9中示出。142.图9示出了五个连续的时间段窗口,各自具有2.5秒的持续时间。可在每个时间段内确定一个或多个突发(通常为多个突发)。可在每个对应的时间段窗口内指示每个时间段内的突发的持续时间和繁忙百分比两者的平均值。可针对两组四个连续时间窗口中的每一组计算突发持续时间和繁忙百分比的移动平均值。在这些示例中,这两个移动平均值都确定瓶颈,这与每个单独时间窗口的参数一致。143.图9的方法在网络流量的突发精确地填充整数个tti的情况下可能特别有用,因此未通过图8所述的瓶颈方法检测到。在此类情况下,涉及随时间窗口平均的瓶颈检测方法可导致突发的更准确检测和/或网络繁忙程度的更准确估计。144.每个时间窗口的持续时间可为2.5秒,如图9的示例所指示。然而,每个时间窗口的持续时间可具有任何期望的长度,并且优选地长于突发持续时间阈值(例如,2秒)。同样,应当指出的是,移动平均值计算不需要限于四个时间窗口。相反,用于计算移动平均值的时间窗口的数量可根据被分析系统的特性而变化。145.图10–短突发146.有时ue接收小于适中持续时间(例如,40毫秒或更短)的突发。由于短突发指示稀疏流量,因此某些实施方案不认为短突发指示瓶颈。由于对短突发的繁忙估计可能不可靠,因此某些实施方案不考虑这些短突发是否具有繁忙百分比。147.短突发的繁忙估计可能是不可靠的,因为由测量间隙引起的空闲tti可能会被误认为繁忙的tti。图10示出了这种场景的一个示例。图10示出了被10毫秒的测量间隙(由十个空闲tti表示)中断的11毫秒的短突发(1tti=1毫秒)。本文所包含的实施方案可认为短突发的持续时间介于0ms和40ms之间。然而,该阈值可根据被分析的rat中的测量间隙的持续时间和周期性而变化。148.图11至图15‑示例性操作149.图11示出了通过本文所述的方法检测瓶颈的示例。图11的曲线图表示涉及222.65mbps的向ue的下行链路文件传输协议(ftp)的实验结果。rat吞吐量为200mbps并且不存在来自其他ue的争用。该方法确定了2.5秒的中值突发持续时间和约25%的中值繁忙百分比。因此,该方法确定由高应用数据速率(突发>2s)和无争用(繁忙百分比<50%)引起的瓶颈。在该时间段内存在瓶颈通过被测ue的数据缓冲区中应用数据的存在和不存在来确认。150.图12示出了通过该方法的实施方案确定瓶颈的示例。图12的曲线图表示涉及222.65mbps的向ue的下行链路文件传输协议(ftp)的实验结果。rat吞吐量为<200mbps并且存在来自总共18个ue的争用。如曲线图所示,该方法首先通过确定315.7ms的突发持续时间具有96.3%的繁忙百分比来确定瓶颈。继续在约五十个时间窗口(每个时间窗口2.5s)的时间段内确定瓶颈,在此期间,中值突发持续时间为2.5秒并且中值繁忙持续时间为97%。151.图13示出了通过本文所述的方法确定不存在瓶颈的示例。图13的曲线图表示涉及以20.3mbps的平均速率(比rat吞吐量低得多的速率)向ue的下行链路视频流传输的实验结果。不存在来自其他ue的争用。如曲线图所示,该方法确定了27.7ms的均值突发持续时间和12ms的中值突发持续时间。该方法确定了28.9%的均值繁忙百分比和25%的中值繁忙持续时间。因此,该方法确定被测系统的“无瓶颈”。152.图14示出了通过本文所述的方法确定瓶颈的示例。图14的曲线图表示在与图13相同的条件下的实验结果(以20.3mbps的平均速率,即以比rat吞吐量低得多的速率向ue的下行链路视频流传输),另外还有11个其他ue的争用。如曲线图所示,该方法确定1418ms的中值突发持续时间和95.9%的中值繁忙持续时间。通过使用诸如参考图9所述的移动平均值计算,该方法确定了被测系统的瓶颈,尽管在x=100处存在异常值。153.图15示出了通过本文所述的方法确定不存在瓶颈的示例。图15的曲线图表示涉及以1.1mbps的平均速率(比rat吞吐量低得多的速率)向ue的下行链路视频流传输的实验结果。不存在来自其他ue的争用。如曲线图所示,该方法确定了8ms的均值和中值突发持续时间以及20%的中值繁忙持续时间。因此,该方法确定被测系统的“无瓶颈”。154.众所周知,使用个人可识别信息应遵循公认为满足或超过维护用户隐私的行业或政府要求的隐私政策和做法。具体地,应管理和处理个人可识别信息数据,以使无意或未经授权的访问或使用的风险最小化,并应当向用户明确说明授权使用的性质。155.虽然已相当详细地描述了上面的实施方案,但是一旦完全了解上面的公开,许多变型和修改对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。本公开旨在使以下权利要求书被阐释为包含所有此类变型和修改。当前第1页12当前第1页12
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