CN105208656A

CN105208656A - 适用于lte-u系统的分配信道频带的方法和装置

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Publication number: CN105208656A
Application number: CN201410275898.3A
Authority: CN
Inventors: 刘铮; 马修·贝克; 叶思根; 韩锋; 孟艳; 张闽
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd; Alcatel Optical Networks Israel Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd; Alcatel Lucent SAS; Alcatel Optical Networks Israel Ltd
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: CN105208656B

Abstract

本发明提供了在LTE-U系统中分配信道频带的方法和装置。在UE侧，UE首先根据多种支持的带宽中的每种支持的带宽的信道频带相关信息，确定对于每种支持的带宽的在可用的免许可频带上的多个候选信道频带。在eNB侧，eNB发送一个信令至用户设备，该信令用于向用户设备指示在全部候选信道频带中需要进行测量的至少一个候选信道频带。在接收到来自基站的信令后，UE基于该信令，从全部候选信道频带中选择出所述至少一个候选信道频带，然后测量该至少一个候选信道频带，以获得该至少一个候选信道频带的信道状态。然后，UE将该至少一个候选信道频带的信道状态发送至基站。eNB接收到信道状态后，基于该信道状态，为用户设备分配信道频带。

Description

适用于LTE-U系统的分配信道频带的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信系统，尤其涉及适用于LTE-U系统的信道频带的分配方法和装置。

背景技术

传统的LTE部署在许可的频带(licensedband)中，在该频带中频谱被专门地保留。这可以确保更好的业务质量(QoS)和更有效的频谱利用。然而，用于LTE系统的许可的频带非常有限，特别是低于6GHz的具有低传输损耗的有价值的频带。另一方面，数据业务的急速增长带来移动宽带系统的巨大的容量增长需求。因此，运营商开始试图使用免许可的频带，从而可以为许可的频带卸载一定的数据业务。相比于已经部署在免许可的频带中的WiFi技术，在免许可的频带中部署LTE(下文中简称“LTE-U”)能够更有效地管理干扰并且更稳健地应对负载和用户密度的变化。

3GPP版本10中已经引入载波聚合(CA)作为关键特性之一，该载波聚合应用于版本11中的小小区的密集部署中。版本12中在回程连接非理想时，作为对载波聚合的补充，引入了双连接(DC)。载波聚合和双连接具有多种可以很好地支持使用免许可的频带作为分量载波的配置特性。例如，通过许可频带的主载波中的控制信令向免许可的辅助载波提供调度。因此，可以假设载波聚合或双连接的辅助载波使用免许可的频带，并且控制信息主要从使用许可的频带的主载波处获得。

“RP-140054，‘ReviewofRegulatoryRequirementsforUnlicensedSpectrum’，Alcatel-Lucent，Alcatel-LucentShanghaiBell，Ericsson，Huawei，HiSilicon，IAESI，LG，Nokia，NSN，Qualcomm，3GPPRAN#63.”中指出，很大带宽范围的免许可的频带能够被LTE-U潜在地使用，其比目前LTE系统中的每分量载波的最大带宽更大。此外，在目前的LTE系统中，在RF规范中定义了一系列每载波LTE信道带宽(从1.4MHz至20MHz)，以适应可能的频谱场景的变化，如下表1所示。

表1LTE中定义的信道带宽

	信道带宽BW_i(MHz)	资源块的个数N_i
			1	1.4	6
2	3	15
			3	5	25
4	10	50
			5	15	75
6	20	100

然而，在LTE-U中，是否支持灵活的信道带宽以及如果支持的话如何测量灵活的信道都是需要仔细考虑的。

发明内容

在WiFi系统中，通常地，固定的20MHz频带被指定给单个用户，而TDMA技术可被用来区分不同的用户。在IEEE802.11ac中，多个20MHz频带能够被叠加来为单个用户提供超过160MHz的频带。一方面，如果类似WiFi系统那样将每个免许可的辅助载波的信道带宽固定为20MHz，那么可能无法保留LTE的频谱灵活性，但可以简化设计。另一方面，如果LTE-U仍然支持灵活的信道带宽，那么能够调整信道带宽以适应不同频谱场景，但这将对现有规范产生一定的影响。对于LTE-U系统，采用灵活的信道带宽分配还可以有以下有利之处：

-更高的频谱利用率：引入LTE-U的一个主要动机在于将许可的频带上的一些数据业务卸载到免许可的频带上。如果免许可的辅助载波的信道带宽适应于业务量，那么可以达到更高的频谱效率。

-在不同的运营商之间共享频谱：由于免许可的频谱被认为是其使用不受频谱许可方式限制的无线频谱，因此，当一个LTE运营商运行在某一免许可的频谱上时，其无法阻止非3GPP系统或不同的LTE运营商使用该相同的免许可的频谱。特别地，在不同的LTE运营商部署在相同的免许可的频谱(例如5725MHz-5850MHz)上时，灵活的信道带宽为以频带隔离的方式共享频谱提供了更大的潜力。如图1所示，彼此邻近的运营商A和运营商B能够通过将频谱分成两个隔离的子频带来共享20MHz免许可的频带。

-干扰避免：更灵活的频带的一个直接好处在于能够更好地支持频域的干扰避免。仍参照图1，尽管运营商A和运营商B的覆盖范围部分重叠，但是通过将它们的信道频带分离开，可以避免两个运营商之间的干扰。

鉴于以上分析，为LTE-U保留灵活的信道带宽是十分有利的。

在目前的LTE系统中，每个运营商的信道频带(也即，中心频率和带宽)基于地区规章通过在许可的频带中的许可来分配。用户设备(UE)仅需搜索一个或多个中心频点周围的频带。小区基于PSS/SSS和CRS进行识别和最初测量，PSS/SSS和CRS传输被限制到中心6RPBs，而带宽信息通过PBCH解码来获得。然而，LTE系统中现有的获取信道频带的机制并不适用于LTE-U系统，原因如下：

-在免许可的频谱中，没有对信道频带分配(也即，中心频率和带宽)的特定限制。在超过100MHz的免许可的频谱上的中心频率的不确定性，使得用户几乎不可能搜索或测量其带宽可能介于如上表1中所列出的1.4MHz至20MHz范围内的信道。

-在免许可的辅助载波中可能根本不存在PBCH传输。因此，用户设备可能不知道用于LTE-U运行的确切的带宽。

基于此，有必要提供一种适用于LTE-U系统的信道频带分配方式。

根据本发明的一个实施方式，提供了一种在LTE-U系统的基站中用于分配信道频带的方法，包括：发送一个信令至用户设备，所述信令用于向所述用户设备指示在全部候选信道频带中需要进行测量的至少一个候选信道频带；从所述用户设备处接收所述至少一个候选信道频带的信道状态；基于所述至少一个候选信道频带的信道状态，为所述用户设备分配信道频带。

所述信令可以是，例如动态信令或半静态信令。

在一个例子中，所述信令中包括多种支持的带宽中的一种或多种带宽，用于指示所述用户设备在满足该一种或多种带宽的候选信道频带上进行测量。

在另一个例子中，所述信令中包括多种支持的带宽中的一种或多种带宽以及与该一种或多种带宽中的每种带宽相关联的信道频带索引，用于指示所述用户设备在满足该一种或多种带宽且满足所述信道频带索引的候选信道频带上进行测量。

有利的，所述方法还包括：将多种支持的带宽中的每种支持的带宽的信道频带相关信息发送至所述用户设备，其中，所述信道频带相关信息包括：中心频率和带宽。

所述信道频带相关信息还可以包括：起始频率和信道频带间间隔。

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种在LTE-U系统的用户设备中用于辅助基站分配信道频带的方法，包括：根据多种支持的带宽中的每种支持的带宽的信道频带相关信息，确定对于每种支持的带宽的在可用的免许可频带上的多个候选信道频带；接收来自基站的一个信令，所述信令用于向所述用户设备指示在全部候选信道频带中需要进行测量的至少一个候选信道频带；基于所述信令，从全部候选信道频带中选择出所述至少一个候选信道频带；测量所述至少一个候选信道频带，以获得所述至少一个候选信道频带的信道状态；将所述至少一个候选信道频带的信道状态发送至基站；其中，所述信道频带相关信息包括：中心频率和带宽。

所述信道频带相关信息可以是，例如预先定义并存储在所述用户设备侧的，或者所述信道频带相关信息是由所述基站来配置的。

当所述信道频带相关信息由所述基站配置时，所述方法还可以包括以下步骤：接收来自所述基站的所述信道频带相关信息。

有利的，所述测量步骤可以包括：确定所述至少一个候选信道频带中的每个候选信道频带的测量频带；测量所述每个候选信道频带的测量频带，以获得所述每个候选信道频带的测量频带的信道状态。

根据本发明的又一个实施方式，提供了一种在LTE-U系统的基站中用于分配信道频带的装置，包括：第一发送单元，被配置为发送一个信令至用户设备，所述信令用于向所述用户设备指示在全部候选信道频带中需要进行测量的至少一个候选信道频带；第一接收单元，被配置为从所述用户设备处接收所述至少一个候选信道频带的信道状态；分配单元，被配置为基于所述至少一个候选信道频带的信道状态，为所述用户设备分配信道频带。

根据本发明的又一个实施方式，提供了一种在LTE-U系统的用户设备中用于辅助基站分配信道频带的装置，包括：确定单元，用于根据多种支持的带宽中的每种支持的带宽的信道频带相关信息，确定对于每种支持的带宽的在可用的免许可频带上的多个候选信道频带；第二接收单元，用于接收来自基站的一个信令，所述信令用于向所述用户设备指示在全部候选信道频带中需要进行测量的至少一个候选信道频带；选择单元，用于基于所述信令，从全部候选信道频带中选择出所述至少一个候选信道频带；测量单元，用于测量所述至少一个候选信道频带，以获得所述至少一个候选信道频带的信道状态；第二发送单元，用于将所述至少一个候选信道频带的信道状态发送至基站；其中，所述信道频带相关信息包括：中心频率和带宽。

本发明的各个方面将通过下文中的具体实施例的说明而更加清晰。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：

图1示出了在多个运营商之间共享频谱的示意图；

图2示出了在免许可频带上的候选信道频带的示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的分配信道频带的方法流程图。

在图中，相同或类似的附图标记表示相同或相对应的部件或特征。

具体实施方式

下文中将对本发明的各实施例进行详细描述。

在分配信道频带之前，需要根据全部可用的免许可频带限定在这些可用的免许可频带上的多个候选信道频带(也即，多个信道频带假设)。例如，整个100MHz的免许可频带在不考虑频率间隔的情形下，可以被划分为5*20MHz(也即，5个20MHz的)不重叠的候选信道频带和/或10*10MHz(也即，10个10MHz的)不重叠的候选信道频带。候选信道频带表示可以被分配给LTE-U系统的一个潜在的信道。在图2中，假设LTE-U支持6个信道带宽BW₁，BW₂，BW₃，BW₄，BW₅andBW₆，那么，在可用的BW_U＝100MHz的免许可频带上，对于该6个信道频带，定义6组候选信道频带。在图2的示例中，两个相邻候选信道频带之间的频率间隔不考虑。需要说明的是，图2中示出的6组候选信道频带的划分方式仅是示例性的，其他候选信道频带的划分方式也可应用于本发明的各实施例。

以下将结合图2的示例性的6组候选信道频带并参照图3对本发明的实施例进行描述。

在UE10侧，UE10首先根据6种支持的带宽中的每种支持的带宽的信道频带相关信息，确定对于每种支持的带宽的多个候选信道频带。信道频带相关信息包括中心频率和带宽。可以理解的是，在两个相邻的候选信道频带之间存在频率间隔并且信道并非从频带的初始位置开始的情形下，信道频带相关信息还可包括起始频率和信道频带间间隔。

在一个例子中，信道频带相关信息可以是预先定义并存储在UE10中的。在另一个例子中，信道频带相关信息可以是由基站(例如，eNB)20来配置的并且由该eNB20发送至UE10。

在eNB20侧，参照图3，首先，在步骤101中，eNB20发送信令至UE10。该信令用于指示在全部6组候选信道频带中需要进行测量的至少一个候选信道频带。该信令可以是半静态信号，例如，RRC信令或者MACCE信令。该信令也可以是动态信令。需要说明的是，由于在非理想的回程连接上的延迟，该动态信令并不适用于DC模式。在CA和DC场景下，该信令可以由许可的主载波来传输。

在一个例子中，该信令中可包括6种支持的带宽中的一种或多种带宽，例如BW₁和BW₂。对此，UE10仅选择并测量带宽大小为BW₁和BW₂的候选信道频带。UE10需要测量哪种信道带宽可取决于eNB20侧的下行业务需求和/或其他因素。

在另一个例子中，该信令中可包括6种支持的带宽中的一种或多种带宽以及对于该一种或多种带宽中的每一种带宽的信道频带索引。例如，{BW₁:0，BW₁:3，BW₂:2，BW₃:7}，其意味着UE10选择并测量同时满足带宽大小为BW₁且信道频带索引为0的候选信道频带，同时满足带宽大小为BW₁且信道频带索引为3的候选信道频带，同时满足带宽大小为BW₂且信道频带索引为2的候选信道频带，以及同时满足带宽大小为BW₃且信道频带索引为7的候选信道频带。UE10需要测量哪个候选信道频带可取决于eNB20侧的下行业务需求和/或其他因素。

从eNB20处接收到该信令后，在步骤102中，UE10基于该信令，从全部候选信道频带中选择出该至少一个候选信道频带。

然后，在步骤103中，UE10测量该至少一个候选信道频带，以获得该至少一个候选信道频带的信道状态。

在一个例子中，候选信道频带的测量可以通过能量检测来实现。在另一个例子中，候选信道频带的测量可以通过现有的物理信道/参考信号或者新的物理信道/参考信号来实现。在又一个例子中，候选信道频带的测量可以通过专用测量信号来实现，这可以提高信道测量的准确性从而使得UE和/或eNB能够更好地了解信道状态。

具体地，UE10首先确定该至少一个候选信道频带中的每个候选信道频带的实际传输频带。然后，UE10测量该每个候选信道频带的实际传输频带以获得该每个候选传输频带的信道状态。

以下将给出确定实际传输频带的一个示例性的方法。对于LTE系统，OFDM子载波空间被选定为Δf＝15kHz。在频域中，下行子载波被集合成资源块，其中每个资源块包括12个连续的子载波。此外，在下行频带的中央有一个未使用的直流子载波(directcurrentsubcarrier)，其可能受到不成比例的高干扰，例如由于本地振荡器泄露的原因。这些对于现有LTE系统的设计可以适用于LTE-U信道频带配置。带宽大小为BW_i的LTE-U候选信道频带包括一组子载波，其编号从0至12×N_i，并且在实际传输频带两端的频率间隔为Δ^IN _i，其中N_i表示带宽大小为BW_i的候选信道频带中资源块的总数。于是，对应于带宽大小为BW_i的第m个候选信道频带的测量的子载波S_i表示为如下：

其中，BW_U表示全部可用的免许可频带；i＝0，1，...，6×N_i-1，6×N_i+1，...，12×N_i。Y_i为起始频率偏置，为简明起见，其可被设置为0。m＝0，...M_i-1，其中，M_i是带宽大小为BW_i的候选信道频带的总数。可在两个相邻的候选信道频带之间插入频率间隔(也即，信道频带间频率间隔)Δ^EX _i，以进一步减少发射干扰并将信道的中心频率限制到已定义的信道格栅(例如，在当前的LTE系统中为100kHz信道格栅)。

公式(1)中的参数，例如起始频率偏置Y_i，候选信道频带的总数M_i和信道频带间频率间隔Δ^EX _i可以预先定义并存储在UE中，从而使得UE无需额外的信令就能够识别每个候选信道频带。另一方面，这些参数也可以由来自eNB的信令来指示。

在获得了该至少一个候选信道频带的信道状态后，在步骤104中，UE10将该至少一个候选信道频带的信道状态发送至eNB20。例如，进一步地，UE10也可以将从其角度来看所推荐的信道频带等级发送至eNB20。

从UE10处接收到信道状态后，在步骤105中，eNB基于该信道状态为UE10分配信道频带。有利的，eNB可以基于该信道状态以及业务负载需求来为UE10分配信道频带。

需要说明的是，上述实施例仅是示范性的，而非对本发明的限制。任何不背离本发明精神的技术方案均应落入本发明的保护范围之内，这包括使用在不同实施例中出现的不同技术特征，装置方法可以进行组合，以取得有益效果。此外，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求；“包括”一词不排除其他权利要求或说明书中未列出的装置或步骤。

Claims

1.一种在LTE-U系统的基站中用于分配信道频带的方法，包括：

-发送一个信令至用户设备，所述信令用于向所述用户设备指示在全部候选信道频带中需要进行测量的至少一个候选信道频带；

-从所述用户设备处接收所述至少一个候选信道频带的信道状态；

-基于所述至少一个候选信道频带的信道状态，为所述用户设备分配信道频带。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信令是动态信令或半静态信令。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述信令中包括多种支持的带宽中的一种或多种带宽，用于指示所述用户设备在满足该一种或多种带宽的候选信道频带上进行测量。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述信令中包括多种支持的带宽中的一种或多种带宽以及与该一种或多种带宽中的每种带宽相关联的信道频带索引，用于指示所述用户设备在满足该一种或多种带宽且满足所述信道频带索引的候选信道频带上进行测量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

-将多种支持的带宽中的每种支持的带宽的信道频带相关信息发送至所述用户设备，其中，所述信道频带相关信息包括：中心频率和带宽。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述信道频带相关信息还包括：起始频率和信道频带间间隔。

7.一种在LTE-U系统的用户设备中用于辅助基站分配信道频带的方法，包括：

-根据多种支持的带宽中的每种支持的带宽的信道频带相关信息，确定对于每种支持的带宽的在可用的免许可频带上的多个候选信道频带；

-接收来自基站的一个信令，所述信令用于向所述用户设备指示在全部候选信道频带中需要进行测量的至少一个候选信道频带；

-基于所述信令，从全部候选信道频带中选择出所述至少一个候选信道频带；

-测量所述至少一个候选信道频带，以获得所述至少一个候选信道频带的信道状态；

-将所述至少一个候选信道频带的信道状态发送至基站；

其中，所述信道频带相关信息包括：中心频率和带宽。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述信道频带相关信息还包括：起始频率和信道频带间间隔。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述信道频带相关信息是预先定义并存储在所述用户设备侧的，或者所述信道频带相关信息是由所述基站来配置的。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述信道频带相关信息由所述基站配置时，所述方法还包括以下步骤：

-接收来自所述基站的所述信道频带相关信息。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述测量步骤包括：

-确定所述至少一个候选信道频带中的每个候选信道频带的测量频带；

-测量所述每个候选信道频带的测量频带，以获得所述每个候选信道频带的测量频带的信道状态。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述信令中包括多种支持的带宽中的一种或多种带宽，用于指示所述用户设备在满足该一种或多种带宽的候选信道频带上进行测量。

13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述信令中包括多种支持的带宽中的一种或多种带宽以及与该一种或多种带宽中的每种带宽相关联的信道频带索引，用于指示所述用户设备在满足该一种或多种带宽且满足所述信道频带索引的候选信道频带上进行测量。

14.一种在LTE-U系统的基站中用于分配信道频带的装置，包括：

第一发送单元，被配置为发送一个信令至用户设备，所述信令用于向所述用户设备指示在全部候选信道频带中需要进行测量的至少一个候选信道频带；

第一接收单元，被配置为从所述用户设备处接收所述至少一个候选信道频带的信道状态；

分配单元，被配置为基于所述至少一个候选信道频带的信道状态，为所述用户设备分配信道频带。

15.一种在LTE-U系统的用户设备中用于辅助基站分配信道频带的装置，包括：

确定单元，用于根据多种支持的带宽中的每种支持的带宽的信道频带相关信息，确定对于每种支持的带宽的在可用的免许可频带上的多个候选信道频带；

第二接收单元，用于接收来自基站的一个信令，所述信令用于向所述用户设备指示在全部候选信道频带中需要进行测量的至少一个候选信道频带；

选择单元，用于基于所述信令，从全部候选信道频带中选择出所述至少一个候选信道频带；

测量单元，用于测量所述至少一个候选信道频带，以获得所述至少一个候选信道频带的信道状态；

第二发送单元，用于将所述至少一个候选信道频带的信道状态发送至基站；

其中，所述信道频带相关信息包括：中心频率和带宽。