[0001] 本发明涉及一种通信网络。

[0002] 无线局域网(WLAN)技术包括公知的IEEE802.11族标准(通常称为Wi-Fi)。Wi-Fi使用2.4GHz(最近为5GHz)射频波段来允许两个Wi-Fi装置与彼此无线通信。

[0003] Wi-Fi网络节点使用基于竞争的协议来提供到频带中的每个信道的共享公平接入。公知的基于竞争的协议是具有冲突避免的载波感测多路访问(CSMA/CA)。在该协议中，第一节点通过首先感测信道以确定它是否空闲来向第二节点发送数据包。这被已知为载波感测(CS)。如果确定介质是空闲的，那么传输尝试可能发生。如果介质不是空闲的，那么第一节点推断特定信道繁忙。一旦该信道已经返回至空闲状态且经过随机延迟(被称为回退定时器)，则第一节点然后可以尝试在该信道上传输。

[0004] 被称为小小区(或毫微微小区、微微小区、城域小区或微小区，这取决于它们的覆盖区域)的另一种通信技术近年来越来越受欢迎。这些小小区在通常远远小于传统宏小区的覆盖区域内提供蜂窝通信，由此适于在用户驻地内提供蜂窝覆盖。然而，小小区技术的至少一个实施方案(诸如长期演进(LTE)演进节点B(eNodeB)基站)将2.3GHz和2.6GHz频带用于通信。本发明人已经借助实验室测试实现了两个LTE eNodeB之间的通信可能引起对2.4GHz Wi-Fi频带的干扰。这是由于来自eNodeB的带外传输引起在Wi-Fi 2.4GHz频带上的足够噪声，使得Wi-Fi节点确定信道在载波感测操作期间繁忙。Wi-Fi网络的容量由此被LTE传输危害。

[0005] 存在管理并列Wi-Fi和小小区装置(即，附近或位于同一单元中时)的若干技术。这些通常是根据例如(例如，在应用/IP层连结中)被发送的数据的服务质量(QoS)需求或基于预定策略(例如，ANDSF)决定是通过Wi-Fi还是通过小小区路由流量的路由功能。然而，如上面详细说明的，通过小小区装置进行的任何传输可能引起对Wi-Fi频带的足够干扰，这可能不利地阻碍任何Wi-Fi传输。该问题的一个解决方案是在任何时间仅通过Wi-Fi或经由小小区来传输。然而，这清楚地提出每个网络的容量中的不期望限制。

[0006] 因此，期望减轻上述问题中的一些或全部。

[0022] 现在将参照图1至图2描述本发明的第一实施方式。图1例示了均具有用户驻地设备(CPE)A10、B10的两个住宅A、B。每个CPE包括蜂窝模块(充当小小区(例如，毫微微小区、城域小区、微小区或微微小区)，被标记为“LTE”)、无线局域网(WLAN)、路由器以及DSL调制解调器。第一CPE A10将所有这些元件包含在单个单元中，而第二CPE A10将这些元件分配成大约两个单元(分离小小区和WLAN部分)。在两种情况下，每个CPE的WLAN和小小区部分具有交叠覆盖区域，使得来自第一CPE的小小区传输可能干扰第一CPE和第二CPE这两者的WLAN传输。上面在背景技术章节中讨论了这种形式的干扰。

[0023] 图2中更详细地示出了示出每个CPE 10的部件的示意图。CPE 10包括蜂窝模块(被标记为“LTE”)11、无线局域网(WLAN)模块13、路由器模块15、DSL调制解调器模块17以及处理器18。每个模块还包括其自己的处理模块11a、13a、15a、17a以及存储模块11b、13b、15b、17b。模块由总线可通信地耦接到彼此。

[0024] 蜂窝模块11充当小小区(还被称为“毫微微小区”、“微微小区”或“城域小区”，取决于其覆盖区域)，以向蜂窝模块的覆盖区域中的用户设备(UE)提供蜂窝通信。因此，蜂窝模块11包括收发器11d，该收发器耦接到处理器11a，以发送和接收蜂窝信号。在该实施方式中，蜂窝模块11被配置用于在时分复用模式下使用长期演进(LTE)第4代(4G)协议来通信。

[0025] 在该实施方式中，蜂窝模块11处理器11a包括许可控制功能。这允许处理器11a监测经由蜂窝模块11发送或接收的所有流量，并且收集统计信息(诸如负荷和流量信息、信道使用和UE信息(例如，UE的数量、每个UE的类型、UE所采用的通信技术等))。这些统计信息可以报告给处理器18，如下面更详细描述的。

[0026] WLAN模块13向其覆盖区域中的UE提供无线通信。因此，WLAN模块13还包括收发器13d，该收发器耦接到处理器13a，以发送和接收无线信号。在该实施方式中，WLAN模块13被配置用于使用IEEE802.11族标准(通常称为“Wi-Fi”)中的任一个来通信。再次，在该实施方式中，WLAN模块13处理器13a包括许可控制功能。这允许处理器13a监测经由WLAN模块13发送或接收的所有流量，并且收集统计信息(诸如负荷和流量信息、信道使用和UE信息)。这些统计信息也可以被报告给处理器18。

[0027] 路由器模块15被配置为在各种模块之间且在连接到模块中的任一个的UE之间路由数据包，并且根据传统路由装置来工作。类似地，DSL模块17被配置为调制和解调经由回程19发送/接收的信号，这些信号然后由路由器模块15在CPE与连接到CPE的UE的模块之间路由。

[0028] CPE 10的各种模块提供网络中的UE与其它实体之间的大量连接选项。例如，蜂窝模块11提供连接到该模块的任何UE与回程19(该回程提供与其它UE、CPE以及网络的语音和数据通信)之间的蜂窝连接、以及该模块与另一个CPE的任何其它蜂窝模块(即，使用X2接口)或核心网络中的其它实体(例如，使用S1接口的移动管理实体(MME))之间的蜂窝连接。WLAN模块13向连接到该模块的任何UE提供无线连接。当与路由器模块15组合时，这允许连接到WLAN模块13的UE形成无线网络。当与DSL模块17组合时，这允许连接到WLAN模块13的UE通过回程连接19与外部网络(诸如因特网)通信。

[0029] 处理器18包括协调块18a。如上面所述的，处理器18适于接收关于第一CPE 10的蜂窝传输和WLAN传输的统计信息。协调块18a接收这些统计信息，并且作为响应，协调块被配置为基于这些统计信息限定蜂窝模块11的下行链路容量。下面将更详细地描述这一点。在该实施方式中，协调块18a基于所接收的统计信息限定用于蜂窝模块11的上行链路/下行链路比率，这通过适于未来传输的帧配置来实现。调度器然后可以通过适于其资源块(RB)分配来对蜂窝模块的上行链路/下行链路比率进行进一步细化。现在将参照图3更详细地描述该方法及其超过现有技术的优点。

[0030] 如在第一步骤中，蜂窝模块处理器11a和WLAN模块处理器13a的许可控制功能监测通过它们各自的收发器11d、13d发送和接收的所有流量，并且收集关于该流量的数据。在该实施方式中，该数据是拥塞相关数据(诸如缓冲长度、累积数据速率以及延迟时间)。该数据被报告给处理器18的协调块18a。下面以表形式示出了该数据的示例。

[0031]

[0032] 表1：在协调块处从蜂窝模块处理器和WLAN模块处理器的许可控制功能接收的数据

[0033] 处理器18的协调块18a然后将该数据与预定阈值(该阈值可以存储在CPE 10的存储模块11b、13b中)进行比较。在一个示例中，协调块18a将每个数据点(即，BLTE、DLTE、BWLAN、DWLAN)与各阈值进行比较。如果这些数据点中的任一个在相应预定阈值以上，那么协调块18a确定对应网络(如果BLTE、DLTE二者之一超过它们的相应阈值，则该网络为蜂窝网络，或者如果BWLAN、DWLAN中二者之一超过它们的相应阈值，则该网络为WLAN网络)拥塞。

[0034] 在另一个示例中，协调块18a采取更全局方法来确定蜂窝网络或WLAN网络二者之一是否拥塞。协调块18a检查用于特定模块的多个数据点，并且基于多个数据点中的所有数据点确定对应网络是否拥塞。例如，协调块18a可以使所接收的所有数据点标准化，对所有这些标准化值求平均，并且将该平均值与预定阈值进行比较。这可以使用以下方程来实现：在该方程中，接收新数据点(例如，用于蜂窝模块的缓冲长度，
BLTE)，并且通过使用用于该数据点类型的预定最小点和最大点来将该新数据点标准化为在
0至1之间的数字。然后对于用于该模块的每个数据点执行该操作，返回0至1之间的数字。在该示例中，对这些数字求平均，以返回ZLTE，WLAN(ave)。然后将该平均值与用于该模块的预定阈值ZLTE，WLAN(threshold)进行比较，以确定它是否拥塞。

[0035] 因此，协调块18a基于它自己的预定阈值来确定蜂窝模块和/或WLAN模块是否拥塞。协调块18a然后可以以多种方式对该确定作出反应。现在将讨论在图3的流程图中例示的一些示例。

[0036] 示例1：LTE不拥塞，WLAN拥塞

[0037] 在该示例中，协调块18a确定来自蜂窝模块11的数据指示它不拥塞，但来自WLAN模块13的数据指示它拥塞。协调块18a通过降低蜂窝网络的容量(可以被认为是额外容量)来对该确定作出反应。本发明人已经认识到，这减少拥塞(例如，阻碍WLAN信道的蜂窝传输)且由此增大WLAN网络的容量。这在该实施方式中通过改变蜂窝模块11的上行链路/下行链路容量来实现。

[0038] 协调块18a向蜂窝模块11的处理器11a发送控制信号，以增大其上行链路容量，由此减小下行链路容量。在该实施方式中，蜂窝模块11的处理器11a存储多个配置文件(profile)，每个配置文件具有上行链路容量和下行链路容量的特定比率(诸如90％上行链路、10％下行链路；80％上行链路、20％下行链路；...；以及10％上行链路、90％下行链路)，并且处理器移至具有上行链路容量与下行链路容量的更大比率的下一个配置文件。蜂窝模块11的处理器11a然后将使用新配置文件来配置其帧配置和RB分配。

[0039] 在该改变之后，蜂窝网络中存在更少的下行链路传输(从CPE至任何连接的UE)。这些下行链路蜂窝传输是附近WLAN传输带上的主要干扰源。因此，存在由WLAN模块13引起的这些下行链路蜂窝传输与任何WLAN传输之间的更少干扰。因此，增大WLAN网络的整体容量，并且减少拥塞。

[0040] 蜂窝模块11和WLAN模块13的处理器11a、13a的许可控制功能继续监测流量并将数据报告回处理器18的协调块18a。在该实施方式中，协调块18以反馈环路的形式操作，其中，协调块18a在继改变配置文件后已经过去一段时间之后确定改变对减小WLAN网络中的拥塞水平是否有效。因此，协调块18a在已经过去一段时间之后确定来自WLAN模块13的许可控制功能现在是否已经降至预定阈值以下。如果是这样，那么协调块18a确定不需要另外动作。然而，如果新数据未降至预定阈值以下，那么确定另外配置文件改变是必要的。因此，在这种情形下，协调块18a向蜂窝模块11发送另外控制信号，以增大其上行链路容量，由此减小下行链路容量。蜂窝模块11然后移至具有上行链路容量和下行链路容量的更大比率的下一个配置文件。重复该过程，直到来自许可控制功能的数据指示WLAN网络中的拥塞水平已经降至预定阈值以下为止。

[0041] 示例2：LTE网络拥塞，WLAN网络不拥塞

[0042] 在该示例中，协调块18a确定来自蜂窝模块11的数据指示蜂窝网络拥塞，但来自WLAN模块13的数据指示WLAN网络不拥塞。协调块18a通过增大蜂窝网络的容量来对该确定作出反应。这具有减小WLAN网络的容量的效果，但这是可接受的，因为WLAN网络不拥塞(使得它被视为具有额外容量)。

[0043] 因此，处理器18的协调块18a向蜂窝模块11的处理器11a发送控制信号，该控制信号指示协调块应增大其下行链路容量并减小其上行链路容量。再次，这通过处理器11a移至另一个配置文件来实现。然而，在该示例中，该配置文件具有上行链路容量和下行链路容量的更小比率。这通过处理器适于其帧配置和RB分配来实现。

[0044] 其后，蜂窝网络中存在更多容量，并且拥塞水平降低。协调块18a继续基于来自许可控制功能的数据监测拥塞水平，并且实现反馈环路，直到蜂窝网络中的拥塞水平降至预定阈值以下。

[0045] 示例3：LTE和WLAN网络拥塞

[0046] 在该示例中，协调块18a确定来自蜂窝模块11和WLAN模块13的数据指示蜂窝网络和WLAN网络这两者拥塞。协调块18a根据预定策略(该策略可以为CPE 10的固件的一部分，由此可由网络运营商借助固件更新来配置)对该确定做出反应。

[0047] 在该实施方式中，预先确定的策略是将蜂窝网络的上行链路/下行链路容量的比率改变为特定比率。这例如可以为给予蜂窝网络更大量下行链路容量(以向WLAN网络且对于上行链路蜂窝流量给予最小服务水平)的一个策略，因为蜂窝网络可以向最终用户提供有保证的服务质量。因此，在该实施方式中，协调块18a向蜂窝模块11的处理器11a发送控制信号，该控制信号指示协调块应朝向上行链路容量和下行链路容量的特定比率移动。处理器11a然后移至对应配置文件(即，具有上行链路容量和下行链路容量的正确或最接近比率的一个配置文件)，这可以通过改变未来传输的帧配置和RB重新分配来实现。

[0048] 蜂窝模块11和WLAN模块13的许可控制功能然后继续分别监测蜂窝网络和WLAN网络，并且将数据报告回协调块18a。

[0049] 示例4：LTE和WLAN网络不拥塞

[0050] 在该示例中，协调块18a确定来自蜂窝模块11和WLAN模块13的数据指示蜂窝网络和WLAN网络这两者不拥塞。协调块18a再次根据预定策略来对该确定作出反应。在该实施方式中，预定策略是什么也不做(即，使得蜂窝模块11通过当前配置文件继续)。然而，在另选实施方式中，预定策略可以是将蜂窝网络的上行链路/下行链路容量的比率改变为特定比率(以与上述“示例3”类似的方式)。

[0051] 本发明的第二实施方式

[0052] 该第二实施方式使用与第一实施方式中描述的相同网络架构，并且将使用相同的附图标记。然而，在该实施方式中，由蜂窝模块11和WLAN模块13的许可控制功能报告给协调块18a的数据除了拥塞相关数据之外，还包括装置容量数据。这例如可以包括连接到每个模块的UE的数量和关于它们所要求的QoS的信息。下面的表中示出了示例数据集。

[0053]

[0054] 在上述示例中，协调块18a接收指示经由蜂窝连接连接到蜂窝模块11的UE的数量和经由无线连接连接到WLAN模块的UE的数量且还指示对于连接到蜂窝模块11的多个UE的有保证QoS要求的装置相关数据。这些数据包括针对两个单独UE的最小时延要求和最小数据速率要求。不存在对于连接到WLAN模块13的UE的有保证QoS要求。

[0055] 协调块18a然后分析该数据，以确定是否应进行改变。这包括如上面在第一实施方式中详细说明的对拥塞相关数据进行的分析步骤。然而，如以下示例所示，在该分析中还将装置相关数据考虑在内。

[0056] 示例4：LTE不拥塞，WLAN拥塞，对于LTE UE的QoS要求

[0057] 在该示例中，协调块18a确定蜂窝网络不拥塞，但WLAN网络拥塞。然而，协调块18还确定连接到蜂窝模块的UE中的一个或更多个要求特定水平的QoS。

[0058] 在与蜂窝网络不拥塞且WLAN拥塞的本发明的第一实施方式中的类似示例(示例1)中，协调块18a向蜂窝网络11的处理器11a发送移至蜂窝上行链路容量和下行链路容量的更大比率的控制信号。然而，在该示例中，连接到蜂窝模块11的一个或更多个UE要求特定水平的QoS，如果实现这种改变，则该QoS将受到危害。因此，协调块18a确定不应进行改变(或另选地，进行小于上述示例1中的改变)。协调块18a由此继续监测并分析从许可控制块报告的数据。

[0059] 示例5：LTE拥塞，WLAN不拥塞，对于LTE UE的QoS要求

[0060] 在该示例中，协调块18a确定蜂窝网络拥塞但WLAN网络不拥塞，而且还确定连接到蜂窝模块的一个或更多个UE要求特定水平的QoS。以与上述第一实施方式的示例2类似的方式，协调块18a向蜂窝模块11发送指示协调块应降低其上行链路容量和下行链路容量的比率的控制信号。然而，在该增强中，蜂窝模块11基于装置数据知晓连接到蜂窝模块11的UE中的一个要求特定数据速率。因此，控制信号还向蜂窝模块11指示为了满足该要求而在其上行链路/下行链路中要求的改变量。

[0061] 示例6：LTE拥塞，WLAN拥塞，对于LTE UE的QoS要求

[0062] 在该示例中，协调块18a确定蜂窝网络和WLAN网络都拥塞，而且还确定连接到蜂窝模块的一个或更多个UE要求特定水平的QoS。以与上述示例3类似的方式，协调块18a确定应根据预定策略进行上行链路容量/下行链路容量的改变，策略将对于LTE UE的QoS要求考虑在内。在该示例中，预定策略是蜂窝模块应具有特定上行链路/下行链路比率以向那些UE递送所要求的QoS。因此，协调块18a向蜂窝模块11的处理器11a发送控制信号以发生该改变。

[0063] 上述实施方式详细说明了可以如何实现本发明的多个非穷尽示例。然而，技术人员将理解，存在可以分析所接收的数据的多种方式和可以配置蜂窝网络的下行链路容量的多种方式。例如，不必要使蜂窝模块11使用多个配置文件，以实现上行链路/下行链路容量改变。在另选布置中，蜂窝模块11可以计算必要的改变(例如，对其帧配置或RB分配的改变)以实现新上行链路/下行链路比率。

[0064] 此外，技术人员将理解，本发明不限于在TDD-LTE系统中使用。即，配置下行链路容量的步骤还可以通过资源块的适当重新分配在FDD-LTE系统中实现。

[0065] 在上述实施方式中，分析所接收的数据，以确定它是否超过预定阈值。技术人员将理解，对于时变值，使用时域滤波(诸如有限脉冲响应滤波)以确定要与阈值比较的值将是合适的。技术人员还将理解，阈值的使用是非必要的，并且可以使用其它分析方法。

[0066] 在上述第二实施方式中，本发明除了使用拥塞相关数据之外，还使用装置数据来确定是否要求下行链路容量的改变。在示例中，仅给出对于蜂窝网络流量的有保证QoS要求。技术人员给将理解，在WiFi网络(如在IEEE802.11标准中限定的，WLAN网络的最常用形式)中没有有保证QoS容量。然而，存在给予不同流量种类优先级的可能性，在配置蜂窝网络的下行链路容量时可以将该可能性考虑在内。

[0067] 技术人员将理解，特征的任何组合在如所要求保护的本发明的范围内是可以的。