CN105634631B

CN105634631B - 用于在未受许可的频段上实施空闲信道评估的方法和装置

Info

Publication number: CN105634631B
Application number: CN201410620924.1A
Authority: CN
Inventors: 韩锋; 刘建国; 孟艳; 沈钢; 叶思根; 马修·贝克
Original assignee: A Er Katelangxun; Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: A Er Katelangxun; Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2019-08-06
Anticipated expiration: 2034-11-06
Also published as: CN105634631A

Abstract

本发明涉及一种用于在无线通信系统的基站中配置用户设备在未受许可的频段上实施空闲信道评估的方法，所述方法包括：所述基站根据用户设备被调度的上行链路子帧位置以第一配置来指示所述用户设备在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估；以及将所述第一配置发送给所述用户设备。依据本发明的方法能够实现现有标准的最小改动和最好的兼容性，而且通过前导信号的设置能够显著地提高无线通信系统之中的用户设备在未受许可的频段上获取无线信道资源的可获得性。

Description

用于在未受许可的频段上实施空闲信道评估的方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术，具体地，涉及在无线通信系统的基站或者用户设备之中用于配置用户设备在未受许可的频段上实施空闲信道评估的方法和装置。

背景技术

随着业务需求的增长，蜂窝网运营商计划在第十三版本中评估使用未许可用于LTE系统的频谱的可行性。3GPP已经同意开立一个新的研究项来研究使用LTE系统的许可辅助的接入(Licensed-Assisted Access：LAA)。LAA基于载波聚合结构，主小区运行在许可的频谱，一个或者多个辅助小区(SCell)运行在未许可的频谱支持下行链路传输或者同时支持下行链路和上行链路传输。

与仅仅使用受许可的频谱不同的是，未受许可的频谱由多个RAT(例如LAA、Wi-Fi以及雷达系统)所共享。这将使得LAA基于当前的信道条件进行机会性地传输。具体地，在一些地区例如欧洲和日本，需要遵循通话之前侦听(LBT：Listen-Before-Talk)规则以降低对于附近共存的系统的负面影响。其中一种规则限定用于基于帧的设备(FBE：Frame-basedequipment)。也就是说，在数据传输之前，该设备将会对于等于CCA周期的持续时间执行使用“能量检测”的空闲信道评估(CCA：Clear Channel Assessment)检查。并且如果在该信道之中的能量水平处于CCA阈值之下时，该信道仅能占用在1ms和10ms之间的信道占用时间(COT：Channel Occupancy Time)。以下表格给出了由用于FBE的ETSI所限定的要求和基本的参数。

表格1：基本参数列表

在未受许可的载波上工作的LAA用户设备(UE)也必须符合LBT要求。虽然LTE系统已经限定了TDD帧结构，而LBT功能需求的引入对于LTE系统来说完全是新的。支持LBT的新的帧结构必须考虑以下方面的挑战：

a)最小的CCA周期通常规定为20us，而每个OFDM符号的长度通常长于70us，这就预示着CCA能够在子帧中间的任何可能的时间停下来并且并未和一个符号的边界对齐。因此，如果CCA发现该信道是空闲的，每个用户设备必须尽快占据该信道。

b)每个用户设备必须在上行链路数据传输之前实施CCA检查；以及

c)用户设备在上行链路子帧上被调度的同时实施CCA检查以便避免以下情形，即一个用户设备正在进行上行传输的时候而另一个用户设备正在检测。

发明内容

因此，根据上述对背景技术以及存在的技术问题的理解，在考虑LBT要求的情况下来增强用于LTE-LAA的LTE TDD帧结构是非常重要的。本发明提出了一种旨在配置用户设备在未受许可的频段上实施空闲信道评估的解决方案，尤其是用于LTE-LAA上行链路。

本发明的第一方面提出了一种用于在无线通信系统的基站中配置用户设备在未受许可的频段上实施空闲信道评估的方法，所述方法包括：所述基站根据用户设备被调度的上行链路子帧位置以第一配置来指示所述用户设备的在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估；以及将所述第一配置发送给所述用户设备。

借助于依据本发明所述的方法，基站能够动态地根据用户设备被调度的上行链路子帧位置来配置用户设备在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估，从而既能够保证竞争信道时的高可获得性也能够保持和现有的技术标准的良好的兼容性。

在依据本发明的一个实施例中，所述基站根据用户设备被调度的上行链路子帧位置以第一配置来指示所述用户设备的在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估包括：

-如果所述用户设备被调度的上行链路子帧位置处于第一上行链路子帧之上，则配置所述用户设备在所述第一上行链路子帧之前的特殊子帧之中实施空闲信道评估检查。

以这样的方式，能够有效地利用已有的特殊子帧，将其用于CCA检查。这样一来不用改变现有的帧结构，二来能够实现现有帧结构中的特殊子帧的功能拓展。

在依据本发明的一个实施例中，如果所述用户设备被调度的上行链路子帧位置处于第一上行链路子帧之上，则配置所述用户设备在所述第一上行链路子帧之前的特殊子帧的UpPTS部分中实施空闲信道评估检查。

以这样的方式进一步明确使用特殊子帧的UpPTS部分来实施CCA检查。

-如果所述用户设备被调度的上行链路子帧位置处于非第一上行链路子帧的第二位置的调度子帧之上，则配置所述用户设备在所述第二位置的调度子帧的第一个符号之中实施空闲信道评估检查或者配置所述用户设备在所述第二位置的调度子帧之前的子帧的最后一个符号之中实施空闲信道评估检查。

由于用户设备并不总是在第一个上行链路子帧之上被调度，所以依据本发明所述的方法同样考虑了例如在第二个或者第三个子帧之上被调度的情形，此时，既能够使用被调度的子帧的第一个OFDM符号也能够使用其之前的子帧的最后一个OFDM符号来实施CCA检查。

在依据本发明的一个实施例中，将所述第一配置通过RRC信令发送给所述用户设备。

以这样的方式实现了通过高层信令来配置用户设备的帧结构的具体方式。

在依据本发明的一个实施例中，所述第一配置指示所有的用户设备均在所述特殊子帧的UpPTS部分之中实施空闲信道评估检查。

这样的特殊的实施方式适用于所有的用户设备都在第一上行链路子帧之上被调度的情形，当然，这样的情况并不排除有些用户设备在第一上行链路子帧、第二上行链路子帧和/或第三上行链路子帧之上被连续调度的情形。

在依据本发明的一个实施例中，所述特殊子帧的UpPTS部分包括两个OFDM符号，其中，所述特殊子帧的UpPTS部分的第一个OFDM符号用于空闲信道评估检查和发送前导信号并且所述特殊子帧的UpPTS部分的第二个OFDM符号用于发送所述前导信号或者用于发送数据。

在依据本发明的一个实施例中，所述第一配置还指示所述用户设备空出相应的上行链路子帧的所述第一部分。

本发明的第二方面提出了一种用于在无线通信系统的用户设备中在未受许可的频段上实施空闲信道评估的方法，所述方法包括：

-所述用户设备接收第一配置，其中，所述第一配置指示所述用户设备的在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估；以及

-所述用户设备根据所述第一配置在相应的子帧位置上实施空闲信道评估检查。

在依据本发明的一个实施例中，当所述空闲信道评估检查的结果为第一信道空闲时所述用户设备发送前导信号以占据所述第一信道。

以这样的方式确保了实施依据本发明所述的方法的用户设备能够较好地获取所检测到的空闲信道。

在依据本发明的一个实施例中，所述前导信号紧随所述空闲信道评估检查之后发送。

在依据本发明的一个实施例中，所述前导信号在与所述用户设备被调度的用于上行业务的频率相同的第一频率的资源之上传输。

以这样的方式能够使得与之通信的基站能够较好地辨识哪些用户设备已经成功地获得了相应的信道的使用权从而能够与之进行数据通信。

在依据本发明的一个实施例中，所述前导信号在第一个OFDM符号的除所述空闲信道评估之外的OFDM符号之上传输。

这样的实施方式仅仅是一种可行的实施方式，其他实施方式也是可能的。

在依据本发明的一个实施例中，所述前导信号占据至少一个OFDM符号。

这样的实施方式能够使得与之通信的基站能够更好地实施AGC功能和同步功能，从而进一步有利于相互间的通信。

本发明的第三方面提出了一种用于在无线通信系统的基站中配置用户设备在未受许可的频段上实施空闲信道评估的装置，所述装置包括：

-指示单元，所述指示单元根据用户设备被调度的上行链路子帧位置以第一配置来指示所述用户设备的在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估；以及

-发送单元，所述发送单元将所述第一配置发送给所述用户设备。

本发明的第四方面提出了一种用于在无线通信系统的用户设备中在未受许可的频段上实施空闲信道评估的装置，所述装置包括：

-接收单元，所述接收单元接收第一配置，其中，所述第一配置由所述基站根据所述用户设备被调度的位置来生成并且指示所述用户设备的在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估；以及

-空闲信道评估检查单元，所述空闲信道评估检查单元根据所述第一配置在相应的子帧位置上实施空闲信道评估检查。

依据本发明的方法和装置能够实现现有标准的最小改动和最好的兼容性，而且通过前导信号的设置能够显著地提高无线通信系统之中的用户设备在未受许可的频段上获取无线信道资源的可获得性。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1示出了依据本发明的对应于现有的TDD配置4的可能的帧结构的一个实施例100；

图2示出了依据本发明的对应于现有的TDD配置4的可能的帧结构的另一个实施例200；

图3描述了依据本发明的对应于现有的TDD配置4的可能的帧结构的另一个实施例300；

图4示出了依据本发明的对应于现有的TDD配置4的可能的帧结构的又一个实施例400；

图5示出了依据本发明的用于在无线通信系统的基站中配置用户设备在未受许可的频段上实施空闲信道评估的装置的示意图600；以及

图6示出了依据本发明的用于在无线通信系统的用户设备中配置用户设备在未受许可的频段上实施空闲信道评估的装置的示意图700。

在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相似的装置(模块)或步骤。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。

为了满足LBT(尤其是FBE)要求，依据本发明的TDD UL帧结构(FS)用于LTE-LAA是基于LTE帧结构的类型2的，即用于TDD的LTE帧结构。

依据本发明的LAA TDD帧结构的基本构思基于以下几点：

1)LAA TDD帧结构遵循LTE帧结构类型2，所以对现有的标准来说具有最小的改动；

2)那些在特殊子帧之后的第一上行链路子帧之上被调度的用户设备在该特殊子帧的UpPTS部分实施CCA检查；

3)那些在非第一上行链路子帧之上被调度的用户设备在被调度的子帧的第一个OFDM符号之上实施CCA检查；

4)一旦该用户设备检测到被检测的信道空闲，那么该用户设备将立即发送一个短的前导信号，以在该OFDM符号的剩余范围之中便占据该信道，防止其他用户设备或者Wi-Fi设备在此之间的时间抢占了该信道。其中：

–作为一种实施形式，每个用户设备在与其发送数据相同的频率之上发送前导信号，这将确保基站能够识别相应的用户设备标识并且针对相应的用户设备实施AGC调整；

–该前导信号能够占据至少一个OFDM符号，从而便于与之通信的基站能够能够好地实施AGC和同步，以便提高整个无线通信系统的性能。

5)故意空出被设置用于实施CCA检查或者发送前导信号的那些上行链路子帧；以及

6)基站在相应的上行链路子帧之上监控并且接收前导信号便于实施AGC和同步。

作为以上所描述的一种特殊实施方式，所有的用户设备均在特殊子帧的UpPTS部分实施CCA检查。当用户设备检测到该信道空闲之时，其发送短的前导信号以便占据该信道直至发送数据的符号边界。相类似地，前导信号能够占据至少一个OFDM符号从而便于基站实施更好的AGC和同步功能。

概括地说，本发明的第一方面提出了一种用于在无线通信系统的基站中配置用户设备在未受许可的频段上实施空闲信道评估的方法，该方法包括：

首先，所述基站根据用户设备被调度的上行链路子帧位置以第一配置来指示所述用户设备的在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估；

然后，将第一配置发送给用户设备。

图1示出了依据本发明的对应于现有的TDD配置4的可能的帧结构的一个实施例100。如图1所示，该配置基于TDD配置4，前导信号占据了剩余的OFDM符号直至下一个OFDM符号。

具体地，如果用户设备发现该信道在CCA时间之后能够使用，那么则立即发送前导信号来占据该剩余的OFDM符号进而占据该信道。每个用户设备均在与用于上行链路数据传输相同的频率之上的资源之上来发送该前导信号，这能够使得基站能够识别哪一个用户设备实际获得了该信道的使用权从而进行AGC和同步。

再者，如图1所示，在第一上行链路子帧之上被调度的用户设备在特殊子帧之中实施CCA检查，因此，一个OFDM符号具有两个部分，分别为CCA和前导信号。第一OFDM符号在第二上行链路子帧或者第三上行链路子帧之中也同样具有两个部分，但是分别为空闲时间(包括CCA时间)和前导信号。应当注意：空闲时间至少为前面的信号占据时间的5％。这样才能确保用户设备连续的在相邻的上行链路子帧之上调度满足LBT规则。

前导信号的长度在每个子帧之中将能够依据以下规则来计算，具体地，CCA检查的时间为t_CCA，其需要符合LBT规则，即t_CCA>＝20μs。

–对于UpPTS来说，前导信号长度为一个OFDM符号时间减去CCA检查的时间；

–对于第一上行链路子帧来说，前导信号长度为一个OFDM符号长度减去空闲时间，其中，空闲时间至少为前面的信道占据时间的5％。

在如图2所示的实施例之中，至少一个OFDM符号被用于前导信号，这样有利于与之通信的基站能够实施更好的AGC调整和同步功能。在这种情况下，基站将会空出该OFDM符号资源不用于数据传输。图3示出了另一个实施例，其中，当不在第一上行链路子帧之上调度时，不是使用被调度的上行链路子帧的第一个OFDM符号而是使用前一个上行链路子帧的最后一个OFDM符号来试试CCA检查。

图4示出了一个特例，即均在特殊子帧的UpPTS部分实施CCA检查。当UpPTS部分包含两个OFDM符号时，前一个OFDM符号用于CCA检查和前导信号，而后一个OFDM符号则要么用作前导信号的发送要么用于数据传输。

抽象地来说：在依据本发明的一个实施例中，所述基站根据用户设备被调度的上行链路子帧位置以第一配置来指示所述用户设备的在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估包括：

-所述用户设备接收第一配置，其中，所述第一配置由所述基站根据所述用户设备被调度的位置来生成并且指示所述用户设备的在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估；以及

此外，本发明的第三方面提出了一种用于在无线通信系统的基站中配置用户设备在未受许可的频段上实施空闲信道评估的装置，所述装置包括：

依据本发明的方法能够实现现有标准的最小改动和最好的兼容性，而且通过前导信号的设置能够显著地提高无线通信系统之中的用户设备在未受许可的频段上获取无线信道资源的可获得性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims

1.一种用于在无线通信系统的基站中配置用户设备在未受许可的频段上实施空闲信道评估检查的方法，所述方法包括：

-所述基站根据用户设备被调度的上行链路子帧位置以第一配置来指示所述用户设备的在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估检查，其中所述上行链路子帧至少依次包括特殊子帧、第一上行链路子帧以及多个非第一上行链路子帧；以及

-将所述第一配置发送给所述用户设备，

其中，所述基站根据用户设备被调度的上行链路子帧位置以第一配置来指示所述用户设备的在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估检查包括：

-如果所述用户设备被调度的上行链路子帧位置处于第一上行链路子帧之上，则配置所述用户设备在所述第一上行链路子帧之前的特殊子帧之中实施空闲信道评估检查；以及

-如果所述用户设备被调度的上行链路子帧位置处于非第一上行链路子帧的第二位置的调度子帧之上，则配置所述用户设备在所述第二位置的调度子帧的第一个正交频分复用(OFDM)符号之中或者在所述第二位置的调度子帧之前的子帧的最后一个OFDM符号之中实施空闲信道评估检查。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述用户设备被调度的上行链路子帧位置处于第一上行链路子帧之上，则配置所述用户设备在所述第一上行链路子帧之前的特殊子帧的UpPTS部分中实施空闲信道评估检查。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一配置通过RRC信令发送给所述用户设备。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所有用户设备被调度的上行链路子帧位置处于第一上行链路子帧之上，则所述第一配置指示所有的用户设备均在所述特殊子帧的UpPTS部分之中实施空闲信道评估检查。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述特殊子帧的UpPTS部分包括两个OFDM符号，其中，所述特殊子帧的UpPTS部分的第一个OFDM符号用于空闲信道评估检查和发送前导信号并且所述特殊子帧的UpPTS部分的第二个OFDM符号用于发送所述前导信号或者用于发送数据。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一配置还指示所述用户设备空出相应的上行链路子帧的所述第一部分。

7.一种用于在无线通信系统的用户设备中在未受许可的频段上实施空闲信道评估检查的方法，所述方法包括：

-所述用户设备接收第一配置，其中，所述第一配置由所述无线通信系统的基站根据所述用户设备被调度的位置来生成并且指示所述用户设备的在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估检查，其中所述上行链路子帧至少依次包括特殊子帧、第一上行链路子帧以及多个非第一上行链路子帧；以及

-所述用户设备根据所述第一配置在相应的子帧位置上实施空闲信道评估检查，

其中，如果所述用户设备被调度的上行链路子帧位置处于第一上行链路子帧之上，则所述用户设备被配置为在所述第一上行链路子帧之前的特殊子帧之中实施空闲信道评估检查；以及

-如果所述用户设备被调度的上行链路子帧位置处于非第一上行链路子帧的第二位置的调度子帧之上，则所述用户设备被配置为在所述第二位置的调度子帧的第一个正交频分复用(OFDM)符号之中或者在所述第二位置的调度子帧之前的子帧的最后一个OFDM符号之中实施空闲信道评估检查。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，当所述空闲信道评估检查的结果为第一信道空闲时所述用户设备发送前导信号以占据所述第一信道。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述前导信号紧随所述空闲信道评估检查之后发送。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述前导信号在与所述用户设备被调度的用于上行业务的频率相同的第一频率的资源之上传输。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述特殊子帧的UpPTS部分的第一OFDM符号上、在所述空闲信道评估检查之后传输所述前导信号。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述前导信号占据至少一个OFDM符号。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，如果所有用户设备被调度的上行链路子帧位置处于第一上行链路子帧之上，则所述第一配置指示所有的用户设备均在所述特殊子帧的UpPTS部分之中实施空闲信道评估检查。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述特殊子帧的UpPTS部分包括两个OFDM符号，其中，所述特殊子帧的UpPTS部分的第一个OFDM符号用于空闲信道评估检查和发送前导信号并且所述特殊子帧的UpPTS部分的第二个OFDM符号用于发送所述前导信号或者用于发送数据。

15.一种用于在无线通信系统的基站中配置用户设备在未受许可的频段上实施空闲信道评估检查的装置(500)，所述装置包括：

-指示单元(510)，所述指示单元根据用户设备被调度的上行链路子帧位置以第一配置来指示所述用户设备的在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估检查，其中所述上行链路子帧至少依次包括特殊子帧、第一上行链路子帧以及多个非第一上行链路子帧；以及

-发送单元(520)，所述发送单元将所述第一配置发送给所述用户设备，

其中，如果所述用户设备被调度的上行链路子帧位置处于第一上行链路子帧之上，则所述指示单元(510)配置所述用户设备在所述第一上行链路子帧之前的特殊子帧之中实施空闲信道评估检查；以及如果所述用户设备被调度的上行链路子帧位置处于非第一上行链路子帧的第二位置的调度子帧之上，则所述指示单元(510)配置所述用户设备在所述第二位置的调度子帧的第一个正交频分复用(OFDM)符号之中或者在所述第二位置的调度子帧之前的子帧的最后一个OFDM符号之中实施空闲信道评估检查。

16.一种用于在无线通信系统的用户设备中在未受许可的频段上实施空闲信道评估检查的装置(600)，所述装置包括：

-接收单元(610)，所述接收单元接收第一配置，其中，所述第一配置由所述无线通信系统的基站根据所述用户设备被调度的位置来生成并且指示所述用户设备的在相应的上行链路子帧的第一部分上实施空闲信道评估检查，其中所述上行链路子帧至少依次包括特殊子帧、第一上行链路子帧以及多个非第一上行链路子帧；以及

-空闲信道评估检查单元(620)，所述空闲信道评估检查单元根据所述第一配置在相应的子帧位置上实施空闲信道评估检查，

其中，如果所述用户设备被调度的上行链路子帧位置处于第一上行链路子帧之上，则空闲信道评估检查单元(620)被配置为在所述第一上行链路子帧之前的特殊子帧之中实施空闲信道评估检查；以及如果所述用户设备被调度的上行链路子帧位置处于非第一上行链路子帧的第二位置的调度子帧之上，则空闲信道评估检查单元(620)被配置为在所述第二位置的调度子帧的第一个正交频分复用(OFDM)符号之中或者在所述第二位置的调度子帧之前的子帧的最后一个OFDM符号之中实施空闲信道评估检查。