CN104333873A - 信道检测方法及系统、具有基站功能的设备和终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法、检测系统、具有基站功能的设备和终端，其中，适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法，包括：将非授权频段划分为多个频带；设置所述多个频带中每个频带对应的用于检测所述每个频带内的信道忙闲状态的判断阈值；在LTE系统的帧结构中设置用于检测每个频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧，并根据每个频带对应的判断阈值对每个频带内的下行信道和/或上行信道的忙闲状态进行检测。本发明的技术方案提高了非授权频段的频谱利用率，并且能够确保LTE系统在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时对其他系统产生较大的干扰。

Description

信道检测方法及系统、具有基站功能的设备和终端
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法、一种LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统、一种具有基站功能的设备和一种终端。
背景技术
随着通信业务量的急剧增加，3GPP的授权频谱越来越不足以提供更高的网络容量。为了进一步提高频谱资源的利用率，3GPP正讨论如何在授权频谱的帮助下使用未授权频谱，如2.4GHz和5GHz频段。这些未授权频谱目前主要是Wi-Fi、蓝牙、雷达、医疗等系统在使用。
通常情况下，为已授权频段设计的接入技术，如LTE(Long TermEvolution，长期演进)不适合在未授权频段上使用，因为LTE这类接入技术对频谱效率和用户体验优化的要求非常高。然而，载波聚合(CarrierAggregation，CA)功能让将LTE部署于非授权频段变为可能。3GPP提出了LAA(LTE Assisted Access，LTE辅助接入)的概念，借助LTE授权频谱的帮助来使用未授权频谱。而未授权频谱可以有两种工作方式，一种是补充下行(SDL，Supplemental Downlink)，即只有下行传输子帧；另一种是TDD模式，既包含下行子帧、也包含上行子帧。补充下行这种情况只能是借助载波聚合技术使用。而TDD模式除了可以借助载波聚合技术使用外，还可以借助DC(Dual Connectivity，双连通)使用，也可以独立使用。
相比于Wi-Fi系统，工作在未授权频段的LTE系统有能力提供更高的频谱效率和更大的覆盖效果，同时基于同一个核心网让数据流量在授权频段和未授权频段之间无缝切换。对用户来说，这意味着更好的宽带体验、更高的速率、更好的稳定性和移动便利。
现有的在非授权频谱上使用的接入技术，如Wi-Fi，具有较弱的抗干扰能力。为了避免干扰，Wi-Fi系统设计了很多干扰避免规则，如CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，载波监听多路访问/冲突检测方法)，这种方法的基本原理是Wi-Fi的AP(AccessPoint，接入点)或者终端在发送信令或者数据之前，要先监听检测周围是否有其他AP或者其他终端在发送/接收信令或数据，若有，则继续监听，直到监听到没有为止；若没有，则生成一个随机数作为退避时间，在这个退避时间内，如果没检测到有信令或数据传输，那么在退避时间结束之后，AP或终端可以开始发送信令或数据。该过程如图1所示。
但是，LTE网络中由于有很好的正交性保证了干扰水平，所以基站与用户的上下行传输不用考虑周围是否有其他基站或其他用户在传输数据。如果LTE在非授权频段上使用时也不考虑周围是否有其他设备在使用非授权频段，那么将对Wi-Fi设备带来极大的干扰。因为LTE只要有业务就进行传输，没有任何监听规则，那么Wi-Fi设备在LTE有业务传输时就不能传输，只能等到LTE业务传输完成，才能检测到信道空闲状态以进行数据传输。
可见，LTE网络在使用非授权频段时，最主要的关键点之一是确保LAA能够在公平友好的基础上和现有的接入技术(比如Wi-Fi)共存。而传统的LTE系统中没有LBT(Listen Before Talk，先听后说)的机制来避免碰撞。
同时，类似于Wi-Fi的LBT机制都是基于宽带来检测的，也就是说直接检测整个较大频段内的信道状态来判断整个频段是否可用，这样存在的缺点是频谱利用不够灵活，导致频谱利用率低。具体地，如运营商A的LAA系统检测到LBT信道闲，则占用了非授权频段，但实际上该LAA小区可能仅占用了其中的部分RB(Resource Block，资源块)，而其它的RB都没占用，并且属于空闲状态。而在运营商B的LAA系统检测LBT信道状态时，由于运营商A的LAA系统使用了部分资源，可能会导致运营商B的LAA系统检测到信道繁忙，进而不能传输数据，但实际上有一部分RB根本没被使用，这种情况下，就会造成频谱利用率降低的问题。
因此，如何能够确保LTE系统在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时对其他系统产生较大的干扰，同时提高频谱利用率成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方案，使得LTE系统工作在非授权频带内时，可以将较宽的非授权频段划分为多个窄带，进而分别判断每个窄带内的信道的忙闲状态，提高了频谱利用率；而通过对信道的忙闲状态进行检测，也使得能够确保LTE系统在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时对其他系统产生较大的干扰。
有鉴于此，根据本发明的第一方面，提出了一种适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法，包括：将所述非授权频段划分为多个频带；设置所述多个频带中每个频带对应的用于检测所述每个频带内的信道忙闲状态的判断阈值；在所述LTE系统的帧结构中设置用于检测所述每个频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧，并根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的下行信道和/或上行信道的忙闲状态进行检测。
在该技术方案中，由于非授权频段较宽，因此通过将非授权频段划分为多个频带，并设置每个频带对应的用于检测信道忙闲状态的判断阈值，以根据每个频带对应的判断阈值对每个频带内的上行信道和/或下行信道的忙闲状态进行检测，使得LTE系统工作在非授权频带内时，可以将较宽的非授权频段划分为多个窄带(即多个频带)，进而能够分别判断每个窄带内的上行信道和/或下行信道的忙闲状态，提高了频谱利用率，避免仅占用了非授权频段的一部分RB，而导致其他系统检测到信道繁忙而无法传输数据导致频率利用率较低的问题。
而通过设置信道监听子帧对上行信道和/或下行信道的忙闲状态进行检测，使得LTE系统工作在非授权频段时，能够采取相应的干扰避让机制，即能够对上行信道和/或下行信道的状态进行检测，并在检测到信道空闲时传输数据(即在检测到下行信道空闲时，传输下行数据，在检测到上行信道空闲时，通知终端传输上行数据)，在检测到信道繁忙时不传输数据(即在检测到下行信道繁忙时，不传输下行数据，在检测到上行信道繁忙时，通知终端不传输上行数据)，进而使得LTE系统在非授权频段工作时可以与工作在非授权频段的其他系统(如Wi-Fi系统)和平共存，以在确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰。
其中，信道监听子帧可以通过以下两种方式检测下行信道和/或上行信道的状态：方式一：周期性地进行检测；方式二：仅在需要传输下行数据和/或上行数据时再进行检测。在一个实施例中，方式二的方案可以如下所述：在需要传输下行数据和/或上行数据时，检测下行信道和/或上行信道的状态，若检测到信道忙，则取一个随机值N，并继续检测，若再次检测确定信道闲，则取N＝N-1，否则N不变，直到N减为0时再发送数据。
此外，上述的下行数据既包括普通的交互数据，也包括控制信令等。本领域的技术人员也应该理解：本发明中所述的具有基站功能的设备包括宏基站和通过通信设备(如智能手机等)实现的微小区基站等。
在上述技术方案中，优选地，根据所述每个频带的带宽和/或所述每个频带需要传输的信号类型，设置所述每个频带对应的所述判断阈值。
具体地，对于传输某些较重要的信号类型的频带，如传输同步信号的频带，为了避免其他系统占用此类频带，可以将判断阈值设置较低，以使其他系统更容易检测到此类频带内的信道繁忙；而对于较宽的频带，可以适当选用较大的判断阈值，对于较窄的频带，可以适当选用较小的判断阈值。
在上述技术方案中，优选地，所述多个频带中用于传输同步信号的频带对应的所述判断阈值小于所述多个频带中的其他频带对应的所述判断阈值。通过设置用于传输同步信号的频带对应的判断阈值小于其他频带对应的判断阈值，使得其他系统能够更加容易地检测到传输同步信号的频带内的信道繁忙，避免其他系统占用传输同步信号的频带而影响LTE系统传输同步信号。
在上述技术方案中，优选地，将所述非授权频段划分为多个频带的步骤具体为：将所述非授权频段平均划分为所述多个频带；或将所述非授权频段任意划分为所述多个频带。
具体地，如对于20MHz的非授权频段，可以通过平均划分的方式划分为4个5MHz的频带，也可以通过任意划分的方式划分为5MHz、4.3MHz、1.4MHz、4.3MHz和5MHz的频带。
在上述技术方案中，优选地，还包括：通知终端在所述多个频带中的指定频带内测量信道质量，并反馈所述指定频带的信道质量测量信息。
具体地，如具有基站功能的设备在通过信道监听子帧检测到某些频带内的信道空闲时，可以通知终端检测这些频带内的空闲信道的信道质量信息并上报，进而根据终端上报的信道质量信息选择合适的信道传输下行数据。
在上述技术方案中，优选地，用于检测所述多个频带中任一频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧的检测时间和/或检测周期与用于检测其他频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧的检测时间和/或检测周期相同或不同。
在上述技术方案中，优选地，还包括：将所述非授权频段的带宽、所述每个频带的带宽和所述每个频带对应的所述判断阈值通知给终端，以供所述终端根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的上行信道的忙闲状态进行检测。
根据本发明的第二方面，还提出了一种适用于终端的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法，包括：接收具有基站功能的设备发送的所述非授权频段的带宽、将所述非授权频段划分为多个频带时每个频带的带宽和所述每个频带对应的用于检测所述每个频带内的信道忙闲状态的判断阈值；在所述LTE系统的帧结构中设置用于检测所述每个频带内的上行信道状态的信道监听子帧，并根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的上行信道的忙闲状态进行检测。
在该技术方案中，由于非授权频段较宽，因此通过接收具有基站功能的设备发送的非授权频段的带宽、将非授权频段划分为多个频带时每个频带的带宽和每个频带对应的判断阈值，使得LTE终端工作在非授权频带内时，能够分别判断具有基站功能的设备将较宽的非授权频段划分为的多个窄带(即多个频带)的上行信道的忙闲状态，提高了频谱利用率，避免仅占用了非授权频段的一部分RB，而导致其他系统检测到信道繁忙而无法传输数据导致频率利用率较低的问题。
而通过设置信道监听子帧对上行信道的忙闲状态进行检测，使得LTE终端工作在非授权频段时，能够采取相应的干扰避让机制，即能够对上行信道的状态进行检测，并在检测到信道空闲时传输上行数据，在检测到信道繁忙时不传输上行数据，进而使得LTE终端在非授权频段工作时可以与工作在非授权频段的其他系统(如Wi-Fi系统)和平共存，以在确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰。
类似于基站侧的检测方式，终端侧设置的信道监听子帧也可以通过以下两种方式检测上行信道的状态：方式一：周期性地进行检测；方式二：仅在需要传输上行数据时再进行检测。在一个实施例中，方式二的方案可以如下所述：在需要传输上行数据时，检测上行信道的状态，若检测到信道忙，则取一个随机值N，并继续检测，若再次检测确定信道闲，则取N＝N-1，否则N不变，直到N减为0时再发送数据。
根据本发明的第三方面，还提出了一种适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统，包括：划分单元，用于将所述非授权频段划分为多个频带；设置单元，用于设置所述多个频带中每个频带对应的用于检测所述每个频带内的信道忙闲状态的判断阈值；信道检测单元，用于在所述LTE系统的帧结构中设置用于检测所述每个频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧，并根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的下行信道和/或上行信道的忙闲状态进行检测。
在该技术方案中，由于非授权频段较宽，因此通过将非授权频段划分为多个频带，并设置每个频带对应的用于检测信道忙闲状态的判断阈值，以根据每个频带对应的判断阈值对每个频带内的上行信道和/或下行信道的忙闲状态进行检测，使得LTE系统工作在非授权频带内时，可以将较宽的非授权频段划分为多个窄带(即多个频带)，进而能够分别判断每个窄带内的上行信道和/或下行信道的忙闲状态，提高了频谱利用率，避免仅占用了非授权频段的一部分RB，而导致其他系统检测到信道繁忙而无法传输数据导致频率利用率较低的问题。
而通过设置信道监听子帧对上行信道和/或下行信道的忙闲状态进行检测，使得LTE系统工作在非授权频段时，能够采取相应的干扰避让机制，即能够对上行信道和/或下行信道的状态进行检测，并在检测到信道空闲时传输数据(即在检测到下行信道空闲时，传输下行数据，在检测到上行信道空闲时，通知终端传输上行数据)，在检测到信道繁忙时不传输数据(即在检测到下行信道繁忙时，不传输下行数据，在检测到上行信道繁忙时，通知终端不传输上行数据)，进而使得LTE系统在非授权频段工作时可以与工作在非授权频段的其他系统(如Wi-Fi系统)和平共存，以在确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰。
其中，信道监听子帧可以通过以下两种方式检测下行信道和/或上行信道的状态：方式一：周期性地进行检测；方式二：仅在需要传输下行数据和/或上行数据时再进行检测。在一个实施例中，方式二的方案可以如下所述：在需要传输下行数据和/或上行数据时，检测下行信道和/或上行信道的状态，若检测到信道忙，则取一个随机值N，并继续检测，若再次检测确定信道闲，则取N＝N-1，否则N不变，直到N减为0时再发送数据。
此外，上述的下行数据既包括普通的交互数据，也包括控制信令等。本领域的技术人员也应该理解：本发明中所述的具有基站功能的设备包括宏基站和通过通信设备(如智能手机等)实现的微小区基站等。
在上述技术方案中，优选地，所述设置单元具体用于：根据所述每个频带的带宽和/或所述每个频带需要传输的信号类型，设置所述每个频带对应的所述判断阈值。
具体地，对于传输某些较重要的信号类型的频带，如传输同步信号的频带，为了避免其他系统占用此类频带，可以将判断阈值设置较低，以使其他系统更容易检测到此类频带内的信道繁忙；而对于较宽的频带，可以适当选用较大的判断阈值，对于较窄的频带，可以适当选用较小的判断阈值。
在上述技术方案中，优选地，所述多个频带中用于传输同步信号的频带对应的所述判断阈值小于所述多个频带中的其他频带对应的所述判断阈值。通过设置用于传输同步信号的频带对应的判断阈值小于其他频带对应的判断阈值，使得其他系统能够更加容易地检测到传输同步信号的频带内的信道繁忙，避免其他系统占用传输同步信号的频带而影响LTE系统传输同步信号。
在上述技术方案中，优选地，所述划分单元具体用于：将所述非授权频段平均划分为所述多个频带；或将所述非授权频段任意划分为所述多个频带。
具体地，如对于20MHz的非授权频段，可以通过平均划分的方式划分为4个5MHz的频带，也可以通过任意划分的方式划分为5MHz、4.3MHz、1.4MHz、4.3MHz和5MHz的频带。
在上述技术方案中，优选地，还包括：第一通知单元，用于通知终端在所述多个频带中的指定频带内测量信道质量，并反馈所述指定频带的信道质量测量信息。
具体地，如具有基站功能的设备在通过信道监听子帧检测到某些频带内的信道空闲时，可以通知终端检测这些频带内的空闲信道的信道质量信息并上报，进而根据终端上报的信道质量信息选择合适的信道传输下行数据。
在上述技术方案中，优选地，用于检测所述多个频带中任一频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧的检测时间和/或检测周期与用于检测其他频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧的检测时间和/或检测周期相同或不同。
在上述技术方案中，优选地，还包括：第二通知单元，用于将所述非授权频段的带宽、所述每个频带的带宽和所述每个频带对应的所述判断阈值通知给终端，以供所述终端根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的上行信道的忙闲状态进行检测。
根据本发明的第四方面，还提出了一种具有基站功能的设备，包括：如上述任一项技术方案中所述的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统。
根据本发明的第五方面，还提出了一种适用于终端的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统，包括：接收单元，用于接收具有基站功能的设备发送的所述非授权频段的带宽、将所述非授权频段划分为多个频带时每个频带的带宽和所述每个频带对应的用于检测所述每个频带内的信道忙闲状态的判断阈值；信道检测单元，用于在所述LTE系统的帧结构中设置用于检测所述每个频带内的上行信道状态的信道监听子帧，并根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的上行信道的忙闲状态进行检测。
在该技术方案中，由于非授权频段较宽，因此通过接收具有基站功能的设备发送的非授权频段的带宽、将非授权频段划分为多个频带时每个频带的带宽和每个频带对应的判断阈值，使得LTE终端工作在非授权频带内时，能够分别判断具有基站功能的设备将较宽的非授权频段划分为的多个窄带(即多个频带)的上行信道的忙闲状态，提高了频谱利用率，避免仅占用了非授权频段的一部分RB，而导致其他系统检测到信道繁忙而无法传输数据导致频率利用率较低的问题。
而通过设置信道监听子帧对上行信道的忙闲状态进行检测，使得LTE终端工作在非授权频段时，能够采取相应的干扰避让机制，即能够对上行信道的状态进行检测，并在检测到信道空闲时传输上行数据，在检测到信道繁忙时不传输上行数据，进而使得LTE终端在非授权频段工作时可以与工作在非授权频段的其他系统(如Wi-Fi系统)和平共存，以在确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰。
类似于基站侧的检测方式，终端侧设置的信道监听子帧也可以通过以下两种方式检测上行信道的状态：方式一：周期性地进行检测；方式二：仅在需要传输上行数据时再进行检测。在一个实施例中，方式二的方案可以如下所述：在需要传输上行数据时，检测上行信道的状态，若检测到信道忙，则取一个随机值N，并继续检测，若再次检测确定信道闲，则取N＝N-1，否则N不变，直到N减为0时再发送数据。
根据本发明的第六方面，还提出了一种终端，包括：如上述的适用于终端的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统。
通过以上技术方案，使得LTE系统工作在非授权频带内时，可以将较宽的非授权频段划分为多个窄带，进而分别判断每个窄带内的信道的忙闲状态，提高了频谱利用率；而通过对信道的忙闲状态进行检测，也使得能够确保LTE系统在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时对其他系统产生较大的干扰。
附图说明
图1示出了Wi-Fi系统的干扰避免规则的示意图；
图2示出了根据本发明的实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法的示意流程图；
图3示出了根据本发明的实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统的示意框图；
图4示出了根据本发明的实施例的适用于终端的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法的示意流程图；
图5示出了根据本发明的实施例的适用于终端的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统的示意框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图2示出了根据本发明的实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法的示意流程图。
如图2所示，根据本发明的实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法，包括：步骤202，将所述非授权频段划分为多个频带；步骤204，设置所述多个频带中每个频带对应的用于检测所述每个频带内的信道忙闲状态的判断阈值；步骤206，在所述LTE系统的帧结构中设置用于检测所述每个频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧，并根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的下行信道和/或上行信道的忙闲状态进行检测。
在该技术方案中，由于非授权频段较宽，因此通过将非授权频段划分为多个频带，并设置每个频带对应的用于检测信道忙闲状态的判断阈值，以根据每个频带对应的判断阈值对每个频带内的上行信道和/或下行信道的忙闲状态进行检测，使得LTE系统工作在非授权频带内时，可以将较宽的非授权频段划分为多个窄带(即多个频带)，进而能够分别判断每个窄带内的上行信道和/或下行信道的忙闲状态，提高了频谱利用率，避免仅占用了非授权频段的一部分RB，而导致其他系统检测到信道繁忙而无法传输数据导致频率利用率较低的问题。
而通过设置信道监听子帧对上行信道和/或下行信道的忙闲状态进行检测，使得LTE系统工作在非授权频段时，能够采取相应的干扰避让机制，即能够对上行信道和/或下行信道的状态进行检测，并在检测到信道空闲时传输数据(即在检测到下行信道空闲时，传输下行数据，在检测到上行信道空闲时，通知终端传输上行数据)，在检测到信道繁忙时不传输数据(即在检测到下行信道繁忙时，不传输下行数据，在检测到上行信道繁忙时，通知终端不传输上行数据)，进而使得LTE系统在非授权频段工作时可以与工作在非授权频段的其他系统(如Wi-Fi系统)和平共存，以在确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰。
其中，信道监听子帧可以通过以下两种方式检测下行信道和/或上行信道的状态：方式一：周期性地进行检测；方式二：仅在需要传输下行数据和/或上行数据时再进行检测。在一个实施例中，方式二的方案可以如下所述：在需要传输下行数据和/或上行数据时，检测下行信道和/或上行信道的状态，若检测到信道忙，则取一个随机值N，并继续检测，若再次检测确定信道闲，则取N＝N-1，否则N不变，直到N减为0时再发送数据。
此外，上述的下行数据既包括普通的交互数据，也包括控制信令等。本领域的技术人员也应该理解：本发明中所述的具有基站功能的设备包括宏基站和通过通信设备(如智能手机等)实现的微小区基站等。
在上述技术方案中，优选地，根据所述每个频带的带宽和/或所述每个频带需要传输的信号类型，设置所述每个频带对应的所述判断阈值。
具体地，对于传输某些较重要的信号类型的频带，如传输同步信号的频带，为了避免其他系统占用此类频带，可以将判断阈值设置较低，以使其他系统更容易检测到此类频带内的信道繁忙；而对于较宽的频带，可以适当选用较大的判断阈值，对于较窄的频带，可以适当选用较小的判断阈值。
在上述技术方案中，优选地，所述多个频带中用于传输同步信号的频带对应的所述判断阈值小于所述多个频带中的其他频带对应的所述判断阈值。通过设置用于传输同步信号的频带对应的判断阈值小于其他频带对应的判断阈值，使得其他系统能够更加容易地检测到传输同步信号的频带内的信道繁忙，避免其他系统占用传输同步信号的频带而影响LTE系统传输同步信号。
在上述技术方案中，优选地，将所述非授权频段划分为多个频带的步骤具体为：将所述非授权频段平均划分为所述多个频带；或将所述非授权频段任意划分为所述多个频带。
具体地，如对于20MHz的非授权频段，可以通过平均划分的方式划分为4个5MHz的频带，也可以通过任意划分的方式划分为5MHz、4.3MHz、1.4MHz、4.3MHz和5MHz的频带。
在上述技术方案中，优选地，还包括：通知终端在所述多个频带中的指定频带内测量信道质量，并反馈所述指定频带的信道质量测量信息。
具体地，如具有基站功能的设备在通过信道监听子帧检测到某些频带内的信道空闲时，可以通知终端检测这些频带内的空闲信道的信道质量信息并上报，进而根据终端上报的信道质量信息选择合适的信道传输下行数据。
在上述技术方案中，优选地，用于检测所述多个频带中任一频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧的检测时间和/或检测周期与用于检测其他频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧的检测时间和/或检测周期相同或不同。
在上述技术方案中，优选地，还包括：将所述非授权频段的带宽、所述每个频带的带宽和所述每个频带对应的所述判断阈值通知给终端，以供所述终端根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的上行信道的忙闲状态进行检测。
图3示出了根据本发明的实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统的示意框图。
如图3所示，根据本发明的实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统300，包括：划分单元302，用于将所述非授权频段划分为多个频带；设置单元304，用于设置所述多个频带中每个频带对应的用于检测所述每个频带内的信道忙闲状态的判断阈值；信道检测单元306，用于在所述LTE系统的帧结构中设置用于检测所述每个频带内的下行信道状态和/或下行信道状态的信道监听子帧，并根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的下行信道和/或上行信道的忙闲状态进行检测。
在该技术方案中，由于非授权频段较宽，因此通过将非授权频段划分为多个频带，并设置每个频带对应的用于检测信道忙闲状态的判断阈值，以根据每个频带对应的判断阈值对每个频带内的上行信道和/或下行信道的忙闲状态进行检测，使得LTE系统工作在非授权频带内时，可以将较宽的非授权频段划分为多个窄带(即多个频带)，进而能够分别判断每个窄带内的上行信道和/或下行信道的忙闲状态，提高了频谱利用率，避免仅占用了非授权频段的一部分RB，而导致其他系统检测到信道繁忙而无法传输数据导致频率利用率较低的问题。
而通过设置信道监听子帧对上行信道和/或下行信道的忙闲状态进行检测，使得LTE系统工作在非授权频段时，能够采取相应的干扰避让机制，即能够对上行信道和/或下行信道的状态进行检测，并在检测到信道空闲时传输数据(即在检测到下行信道空闲时，传输下行数据，在检测到上行信道空闲时，通知终端传输上行数据)，在检测到信道繁忙时不传输数据(即在检测到下行信道繁忙时，不传输下行数据，在检测到上行信道繁忙时，通知终端不传输上行数据)，进而使得LTE系统在非授权频段工作时可以与工作在非授权频段的其他系统(如Wi-Fi系统)和平共存，以在确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰。
其中，信道监听子帧可以通过以下两种方式检测下行信道和/或上行信道的状态：方式一：周期性地进行检测；方式二：仅在需要传输下行数据和/或上行数据时再进行检测。在一个实施例中，方式二的方案可以如下所述：在需要传输下行数据和/或上行数据时，检测下行信道和/或上行信道的状态，若检测到信道忙，则取一个随机值N，并继续检测，若再次检测确定信道闲，则取N＝N-1，否则N不变，直到N减为0时再发送数据。
此外，上述的下行数据既包括普通的交互数据，也包括控制信令等。本领域的技术人员也应该理解：本发明中所述的具有基站功能的设备包括宏基站和通过通信设备(如智能手机等)实现的微小区基站等。
在上述技术方案中，优选地，所述设置单元304具体用于：根据所述每个频带的带宽和/或所述每个频带需要传输的信号类型，设置所述每个频带对应的所述判断阈值。
具体地，对于传输某些较重要的信号类型的频带，如传输同步信号的频带，为了避免其他系统占用此类频带，可以将判断阈值设置较低，以使其他系统更容易检测到此类频带内的信道繁忙；而对于较宽的频带，可以适当选用较大的判断阈值，对于较窄的频带，可以适当选用较小的判断阈值。
在上述技术方案中，优选地，所述多个频带中用于传输同步信号的频带对应的所述判断阈值小于所述多个频带中的其他频带对应的所述判断阈值。通过设置用于传输同步信号的频带对应的判断阈值小于其他频带对应的判断阈值，使得其他系统能够更加容易地检测到传输同步信号的频带内的信道繁忙，避免其他系统占用传输同步信号的频带而影响LTE系统传输同步信号。
在上述技术方案中，优选地，所述划分单元302具体用于：将所述非授权频段平均划分为所述多个频带；或将所述非授权频段任意划分为所述多个频带。
具体地，如对于20MHz的非授权频段，可以通过平均划分的方式划分为4个5MHz的频带，也可以通过任意划分的方式划分为5MHz、4.3MHz、1.4MHz、4.3MHz和5MHz的频带。
在上述技术方案中，优选地，还包括：第一通知单元308，用于通知终端在所述多个频带中的指定频带内测量信道质量，并反馈所述指定频带的信道质量测量信息。
具体地，如具有基站功能的设备在通过信道监听子帧检测到某些频带内的信道空闲时，可以通知终端检测这些频带内的空闲信道的信道质量信息并上报，进而根据终端上报的信道质量信息选择合适的信道传输下行数据。
在上述技术方案中，优选地，用于检测所述多个频带中任一频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧的检测时间和/或检测周期与用于检测其他频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧的检测时间和/或检测周期相同或不同。
在上述技术方案中，优选地，还包括：第二通知单元310，用于将所述非授权频段的带宽、所述每个频带的带宽和所述每个频带对应的所述判断阈值通知给终端，以供所述终端根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的上行信道的忙闲状态进行检测。
本发明还提出了一种具有基站功能的设备(图中未示出)，包括：如图3中所示的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统300。
图4示出了根据本发明的实施例的适用于终端的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法的示意流程图。
如图4所示，根据本发明的实施例的适用于终端的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法，包括：步骤402，接收具有基站功能的设备发送的所述非授权频段的带宽、将所述非授权频段划分为多个频带时每个频带的带宽和所述每个频带对应的用于检测所述每个频带内的信道忙闲状态的判断阈值；步骤404，在所述LTE系统的帧结构中设置用于检测所述每个频带内的上行信道状态的信道监听子帧，并根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的上行信道的忙闲状态进行检测。
在该技术方案中，由于非授权频段较宽，因此通过接收具有基站功能的设备发送的非授权频段的带宽、将非授权频段划分为多个频带时每个频带的带宽和每个频带对应的判断阈值，使得LTE终端工作在非授权频带内时，能够分别判断具有基站功能的设备将较宽的非授权频段划分为的多个窄带(即多个频带)的上行信道的忙闲状态，提高了频谱利用率，避免仅占用了非授权频段的一部分RB，而导致其他系统检测到信道繁忙而无法传输数据导致频率利用率较低的问题。
而通过设置信道监听子帧对上行信道的忙闲状态进行检测，使得LTE终端工作在非授权频段时，能够采取相应的干扰避让机制，即能够对上行信道的状态进行检测，并在检测到信道空闲时传输上行数据，在检测到信道繁忙时不传输上行数据，进而使得LTE终端在非授权频段工作时可以与工作在非授权频段的其他系统(如Wi-Fi系统)和平共存，以在确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰。
类似于基站侧的检测方式，终端侧设置的信道监听子帧也可以通过以下两种方式检测上行信道的状态：方式一：周期性地进行检测；方式二：仅在需要传输上行数据时再进行检测。在一个实施例中，方式二的方案可以如下所述：在需要传输上行数据时，检测上行信道的状态，若检测到信道忙，则取一个随机值N，并继续检测，若再次检测确定信道闲，则取N＝N-1，否则N不变，直到N减为0时再发送数据。
图5示出了根据本发明的实施例的适用于终端的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统的示意框图。
如图5所示，根据本发明的实施例的适用于终端的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统500，包括：接收单元502，用于接收具有基站功能的设备发送的所述非授权频段的带宽、将所述非授权频段划分为多个频带时每个频带的带宽和所述每个频带对应的用于检测所述每个频带内的信道忙闲状态的判断阈值；信道检测单元504，用于在所述LTE系统的帧结构中设置用于检测所述每个频带内的上行信道状态的信道监听子帧，并根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的上行信道的忙闲状态进行检测。
在该技术方案中，由于非授权频段较宽，因此通过接收具有基站功能的设备发送的非授权频段的带宽、将非授权频段划分为多个频带时每个频带的带宽和每个频带对应的判断阈值，使得LTE终端工作在非授权频带内时，能够分别判断具有基站功能的设备将较宽的非授权频段划分为的多个窄带(即多个频带)的上行信道的忙闲状态，提高了频谱利用率，避免仅占用了非授权频段的一部分RB，而导致其他系统检测到信道繁忙而无法传输数据导致频率利用率较低的问题。
而通过设置信道监听子帧对上行信道的忙闲状态进行检测，使得LTE终端工作在非授权频段时，能够采取相应的干扰避让机制，即能够对上行信道的状态进行检测，并在检测到信道空闲时传输上行数据，在检测到信道繁忙时不传输上行数据，进而使得LTE终端在非授权频段工作时可以与工作在非授权频段的其他系统(如Wi-Fi系统)和平共存，以在确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰。
类似于基站侧的检测方式，终端侧设置的信道监听子帧也可以通过以下两种方式检测上行信道的状态：方式一：周期性地进行检测；方式二：仅在需要传输上行数据时再进行检测。在一个实施例中，方式二的方案可以如下所述：在需要传输上行数据时，检测上行信道的状态，若检测到信道忙，则取一个随机值N，并继续检测，若再次检测确定信道闲，则取N＝N-1，否则N不变，直到N减为0时再发送数据。
本发明还提出了一种终端(图中未示出)，包括：如图5所示的适用于终端的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统500。
具体地，本发明主要针对LAA系统的LBT机制提出了基于窄带甚至基于RB的LBT检测方案，以提高LTE系统在非授权频段工作时的频谱利用率。
具体的方法如下：
一、LBT的执行主体，也就是基站(为便于描述，以下均以基站为例进行阐述，本领域的技术人员需要理解的是基站可以是所有具有基站功能的设备)或终端在进行LBT检测时，对整个非授权频谱带宽上的功率分开接收处理。
具体地，例如一个非授权载波为20MHz的带宽，那么基于窄带的LBT信道状态检测机制的粒度可以是10MHz、5MHz、2.5MHz、或1.25MHz，甚至到RB。
其中，如果要保证发送PSS(Primary Synchronization Signal，主同步信号)/SSS(Secondary Synchronization Signal，辅同步信号)和PBCH(物理广播信道)，那么必须如表1给出的，最小的带宽是1.4MHz，也就是有6RB必须是空闲的。
信道带宽(MHz) 1.4 3 5 10 15 20
传输带宽配置NRB 6 15 25 50 75 100
表1
同时，LBT信道状态检测机制的粒度可以均匀的，也可以是不均匀的，换句话说，并非一定要把一个20MHz的载波平均分成10个2MHz的窄带，而只要分成的小的载波带宽总和加起来为20MHz即可。例如可以如表2给出的划分方法，低频到高频的带宽依次为5MHz、4.3MHz、1.4MHz、4.3MHz、5MHz，并且低频的5MHz和4.3MHz使用同一个判断阈值(即阈值1)，中间1.4MHz使用一个判断阈值(即阈值2)，高频的5MHz和4.3MHz使用同一个判断阈值(即阈值3)。当然，也可以有其他的划分方法，并且每个窄带可以对应于一个判断阈值。
表2
此外，对每个窄带的信道忙闲状态判断的阀值也不一样，比如对于表2中所示的中间的1.4MHz，因为是发送PSS/SSS和PBCH，因此这一窄带的阀值要低一些，也就是说检测到周围信号不是特别高时就得判断是忙的状态，以避免该段带宽受到其他系统的干扰。
二、对整个非授权频带的载波带宽分好粒度之后(即划分为多个窄带之后)，LBT执行主体在检测信道状态时，可以对每个粒度分开进行检测。也就是说不同的窄带之间不要进行功率平均，只有每个窄带之内进行功率平均或其它处理。具体地，在获得每个窄带的功率之后，与预定义的每个窄带的信道忙闲状态的判断阀值相比较，以判断每个窄带的忙闲状态，即若某个窄带功率大于阀值，则接下来的一段时间不能占用；若低于阀值，则接下来一段时间可以占用。
三、如果LBT的执行主体是终端，则需要基站提前将非授权频谱的载波带宽和窄带LBT的检测粒度及每个粒度对应的阀值通知给终端。
四、如果LBT的执行主体确认最后只有某些窄带可以使用，那么相关的CQI(Channel Quality Indicator，无线信道质量)反馈可以配置为只需要基于窄带的反馈，具体反馈哪个窄带的CQI，也需要基站通过信令通知给终端。
五、对于每个窄带的LBT的重复周期可以相同，也可以不同。
综上所述，本发明提出了一种基于窄带的LBT检测机制，使得非授权频谱能够更动态更灵活的被不同的接入方式使用，从而提高频谱利用率。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方案，使得LTE系统工作在非授权频带内时，可以将较宽的非授权频段划分为多个窄带，进而分别判断每个窄带内的信道的忙闲状态，提高了频谱利用率；而通过对信道的忙闲状态进行检测，也使得能够确保LTE系统在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时对其他系统产生较大的干扰。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法，适用于具有基站功能的设备，其特征在于，包括：
将所述非授权频段划分为多个频带；
设置所述多个频带中每个频带对应的用于检测所述每个频带内的信道忙闲状态的判断阈值；
在所述LTE系统的帧结构中设置用于检测所述每个频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧，并根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的下行信道和/或上行信道的忙闲状态进行检测。
2.根据权利要求1所述的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法，其特征在于：
根据所述每个频带的带宽和/或所述每个频带需要传输的信号类型，设置所述每个频带对应的所述判断阈值。
3.根据权利要求2所述的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法，其特征在于，所述多个频带中用于传输同步信号的频带对应的所述判断阈值小于所述多个频带中的其他频带对应的所述判断阈值。
4.根据权利要求1所述的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法，其特征在于，将所述非授权频段划分为多个频带的步骤具体为：
将所述非授权频段平均划分为所述多个频带；或
将所述非授权频段任意划分为所述多个频带。
5.根据权利要求1所述的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法，其特征在于，还包括：
通知终端在所述多个频带中的指定频带内测量信道质量，并反馈所述指定频带的信道质量测量信息。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法，其特征在于，用于检测所述多个频带中任一频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧的检测时间和/或检测周期与用于检测其他频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧的检测时间和/或检测周期相同或不同。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法，其特征在于，还包括：
将所述非授权频段的带宽、所述每个频带的带宽和所述每个频带对应的所述判断阈值通知给终端，以供所述终端根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的上行信道的忙闲状态进行检测。
8.一种LTE系统在非授权频段工作时的信道检测方法，适用于终端，其特征在于，包括：
接收具有基站功能的设备发送的所述非授权频段的带宽、将所述非授权频段划分为多个频带时每个频带的带宽和所述每个频带对应的用于检测所述每个频带内的信道忙闲状态的判断阈值；
在所述LTE系统的帧结构中设置用于检测所述每个频带内的上行信道状态的信道监听子帧，并根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的上行信道的忙闲状态进行检测。
9.一种LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统，适用于具有基站功能的设备，其特征在于，包括：
划分单元，用于将所述非授权频段划分为多个频带；
设置单元，用于设置所述多个频带中每个频带对应的用于检测所述每个频带内的信道忙闲状态的判断阈值；
信道检测单元，用于在所述LTE系统的帧结构中设置用于检测所述每个频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧，并根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的下行信道和/或上行信道的忙闲状态进行检测。
10.根据权利要求9所述的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统，其特征在于，所述设置单元具体用于：
根据所述每个频带的带宽和/或所述每个频带需要传输的信号类型，设置所述每个频带对应的所述判断阈值。
11.根据权利要求10所述的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统，其特征在于，所述多个频带中用于传输同步信号的频带对应的所述判断阈值小于所述多个频带中的其他频带对应的所述判断阈值。
12.根据权利要求9所述的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统，其特征在于，所述划分单元具体用于：
将所述非授权频段平均划分为所述多个频带；或
将所述非授权频段任意划分为所述多个频带。
13.根据权利要求9所述的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统，其特征在于，还包括：
第一通知单元，用于通知终端在所述多个频带中的指定频带内测量信道质量，并反馈所述指定频带的信道质量测量信息。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统，其特征在于，用于检测所述多个频带中任一频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧的检测时间和/或检测周期与用于检测其他频带内的下行信道状态和/或上行信道状态的信道监听子帧的检测时间和/或检测周期相同或不同。
15.根据权利要求9至13中任一项所述的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统，其特征在于，还包括：
第二通知单元，用于将所述非授权频段的带宽、所述每个频带的带宽和所述每个频带对应的所述判断阈值通知给终端，以供所述终端根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的上行信道的忙闲状态进行检测。
16.一种具有基站功能的设备，其特征在于，包括：如权利要求9至15中任一项所述的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统。
17.一种LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统，适用于终端，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收具有基站功能的设备发送的所述非授权频段的带宽、将所述非授权频段划分为多个频带时每个频带的带宽和所述每个频带对应的用于检测所述每个频带内的信道忙闲状态的判断阈值；
信道检测单元，用于在所述LTE系统的帧结构中设置用于检测所述每个频带内的上行信道状态的信道监听子帧，并根据所述每个频带对应的所述判断阈值对所述每个频带内的上行信道的忙闲状态进行检测。
18.一种终端，其特征在于，包括：如权利要求17所述的LTE系统在非授权频段工作时的信道检测系统。
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