CN105682100B - 处理非许可频带中的能量检测的通信装置 - Google Patents

处理非许可频带中的能量检测的通信装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种处理非许可频带中的能量检测的通信装置。该通信装置包括一存储单元，用来存储指令，以及一处理装置，耦接于该存储单元。该处理装置被设定以执行该存储单元中的该指令。该指令包括在一非许可频带中，检测一组子载波的能量；根据该能量的一统计函数获得一数值；以及传送包括该数值的一报告到一网络端。

Description

处理非许可频带中的能量检测的通信装置
技术领域
本发明涉及一种用于无线通信系统的通信装置，尤指涉及一种处理非许可频带中的能量检测的通信装置。
背景技术
第三代合作伙伴计划(the 3rd Generation Partnership Project，3GPP)为了改善通用移动电信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)，制定了具有较佳性能的长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统，其支持第三代合作伙伴计划第八版本(3GPP Rel-8)标准及/或第三代合作伙伴计划第九版本(3GPP Rel-9)标准，以满足日益增加的用户需求。长期演进系统被视为提供高数据传输率、低潜伏时间、封包优化以及改善系统容量和覆盖范围的一种新无线接口及无线网络架构，包括由至少一个演进式节点B(evolved Node-B，eNB)所组成的演进式通用陆地全球无线接入网络(Evolved UniversalTerrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)，其一方面与至少一个客户端(userequipment，UE)进行通信，另一方面与处理非接入层(Non Access Stratum，NAS)控制的核心网络进行通信，而核心网络包含伺服网关(serving gateway)及移动管理单元(MobilityManagement Entity，MME)等实体。
先进长期演进(LTE-advanced，LTE-A)系统由长期演进系统进化而成，其包括载波聚合(carrier aggregation，CA)、协调多点(coordinated multipoint，CoMP)传送/接收以及上行链路(uplink，UL)多输入多输出(UL multiple-input multiple-output，UL MIMO)、使用长期演进的许可辅助接入(licensed-assisted access，LAA)等先进技术，以提供快速转换功率状态、提升演进式节点B边缘性能及增加峰值数据传输率(peak data rate)及总处理能力(throughput)。为了使先进长期演进系统中的客户端及演进式节点B能相互通信，客户端及演进式节点B必须支持为了先进长期演进系统所制定的标准，如第三代合作伙伴计划第十版本(3GPP Rel-10)标准或较新版本的标准。
网络营运商计划卸除长期演进系统/先进长期演进系统的网络流量到非许可频带中，以减轻网络端流量的负载。举例来说，演进式节点B可通过非许可频带提供服务到客户端。然而，在非许可单元中的资源并非总是可用的，使演进式节点B难以在非许可单元中配置资源。当客户端同时在许可单元中及非许可单元中运作时，在非许可单元中的运作将更为复杂。
然而，在相同的时间点，非许可频带可被其它装置所使用。如果传输在未考虑其它装置的运作的情况下被执行，则使用相同的非许可频带的演进式节点B、客户端及装置可能会互相干扰。因此，演进式节点B、客户端及装置的性能降低，使用非许可频带的效益也减少。
因此，如何解决非许可频带中的干扰是亟待解决的问题。
发明内容
因此，本发明提供了一种装置，用来处理非许可频带中的能量检测，以解决上述问题。
本发明公开了一种通信装置，包括一存储单元，用来存储指令，以及一处理装置，耦接于该存储单元。该处理装置被设定以执行该存储单元中的该指令。该指令包括在一非许可频带(unlicensed band)中，检测一组子载波(subcarrier)的能量；根据该能量的一统计函数获得一数值(value)；以及传送包括该数值的一报告(report)到一网络端。
附图说明
图1为本发明实施例一无线通信系统的示意图。
图2为本发明实施例一通信装置的示意图。
图3为本发明实施例一流程的流程图。
附图标记列表
10 无线通信系统
20 通信装置
200 处理装置
210 存储单元
214 程序代码
220 通信接口单元
30 流程
300、302、304、306、308 步骤
具体实施方式
图1为本发明实施例一无线通信系统10的示意图，其简略地由一网络端及多个通信装置所组成。网络端及通信装置可通过一或多个许可频带(licensed band)的载波及/或一或多个非许可频带(unlicensed band)的载波进行通信。网络端及通信装置可同时地通过多个单元(例如多个载波)来进行通信，其中该多个单元可包括一主单元(primary cell，PCell)(例如主要分量载波(primary component carrier，CC))及一或多个次要单元(secondary cell，SCell)(例如次要分量载波(secondary component carrier))。上述单元可在相同的或不同的双工模式下运作，即时分双工(time-division duplexing，TDD)模式及频分双工(frequency-division duplexing，FDD)模式。举例来说，主单元可在一或多个许可载波上运作，而次要单元可在一或多个非许可载波上运作。
在图1中，网络端和通信装置简单地被用来说明无线通信系统10的架构。实际上，在长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统、先进长期演进(LTE-Advanced，LTE-A)系统或是先进长期演进系统的后续版本中，网络端可为一演进式通用陆地全球无线接入网络(evolved universal terrestrial radio access network，E-UTRAN)，其可包括至少一演进式节点B(evolved Node-B，eNB)及/或至少一中继站(relay)。演进式节点B或中继站可被视为节点B。
通信装置可为客户端、低成本装置(例如机器类型通信(machine typecommunication，MTC))、装置对装置(device-to-device，D2D)通信装置、移动电话、笔记本电脑、平板计算机、电子书、便携计算机系统、车辆、飞机或以上所述装置之结合。此外，根据方向(例如传输方向)，可将网络端及通信装置分别视为传送端或接收端。举例来说，对于一上行链路(uplink，UL)而言，通信装置为传送端而网络端为接收端；对于一下行链路(downlink，DL)而言，网络端为传送端而通信装置为接收端。
图2为本发明实施例一通信装置20的示意图。通信装置20可为图1中的通信装置或网络端，但不限于此。通信装置可包括一处理装置200、一存储单元210以及一通信接口单元220。处理装置200可为一微处理器或一专用集成电路(Application-Specific IntegratedCircuit，ASIC)。存储单元210可为任一数据存储装置，用来存储一程序代码214，处理装置200可通过存储单元210读取及执行程序代码214。举例来说，存储单元210可为用户识别模块(Subscriber Identity Module，SIM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)、光盘只读存储器(CD-ROM/DVD-ROM/BD-ROM)、磁带(magnetic tape)、硬盘(hard disk)、光学数据存储装置(optical data storagedevice)、非易失性存储单元(non-volatile storage unit)、非瞬时计算机可读介质(non-transitory computer-readable medium)(例如有形媒体(tangible media))等。通信接口单元220可为一无线收发器，其是根据处理装置200的处理结果，用来传送及接收信号(例如数据、信号、消息或封包)。
为了简化，以下实施例中的客户端及演进式节点B可被分别视为通信装置及网络端。需注意的是本发明的范围不限于此。
图3为本发明实施例一流程30之流程图，用于客户端(例如图1的通信装置)中，用来处理非许可频带中的能量检测。流程30可被编译成程序代码214，其包含以下步骤：
步骤300：开始。
步骤302：在一非许可频带中，检测一组子载波(subcarrier)的能量(energy)。
步骤304：根据该能量的一统计函数获得一数值(value)。
步骤306：传送包括该数值的一报告(report)到一演进式节点B。
步骤308：结束。
根据流程30，客户端可在非许可频带中，检测一组子载波的能量。接着，客户端可根据能量的统计函数获得数值(例如统计数值)，以及传送包括数值的报告到演进式节点B。也就是说，统计函数可被用来处理检测的能量，以及所获得的数值可在报告中被传送到演进式节点B。因此，演进式节点B可根据客户端所传送的数值，执行用于非许可频带中的资源分配(例如排程)。如此一来，非许可频带中的干扰可被减少，以及在非许可频带中运作的装置的总处理能力可被改善。
流程30的实现方式不限于以上所述。
在一实施例中，演进式节点B可将用于上行链路的该组子载波设定给客户端。在一实施例中，如果该组子载波的数量大于1，则该组子载波的能量的平均值或总和可被用来当作所检测的能量。在一实施例中，演进式节点B可将用于下行链路的该组子载波设定给客户端。在一实施例中，该组子载波可被预先设定用于在非许可频带中载波频率上的带宽(bandwidth)。此外，载波频率可被演进式通用陆地全球无线接入网络绝对射频信道号(Absolute Radio Frequency Channel Number，EARFCN)所指定。在一实施例中，该组子载波可属于演进式节点B所设定的绝对射频信道号，以及该组子载波可扩展绝对射频信道号的带宽。换句话说，演进式节点B可设定客户端来检测绝对射频信道号的带宽的能量。
在一实施例中，演进式节点B可设定第一周期及第二周期给客户端，使得客户端可根据第一周期及第二周期其中一者，周期性地检测该组子载波的能量。在另一实施例中，第一周期及第二周期可被预先确定。进一步地，第一周期可为第二周期的M倍，其中M为一正整数。在一实施例中，当客户端在一组子载波上检测能量时，第二周期可被应用于检测能量。在通过应用第二周期收集到N个能量检测的结果后，客户端可应用(即转换到)第一周期来检测该组子载波的能量。在另一实施例中，当客户端未有正在进行的(ongoing)传输时，客户端可应用第一周期来检测能量。当客户端有正在进行的传输时，客户端可应用第二周期来检测能量。进一步地，如果客户端接收上行链路授权(UL grant)来请求新传输，则客户端可认为有正在进行的传输。在一实施例中，如果重传(retransmission)的数量达到一最大数值，则客户端可认为未有正在进行的传输。在一实施例中，如果客户端接收下行链路数据，则客户端可应用第二周期来检测能量，以及启动定时器(timer)。如果定时器到期，则客户端可应用(即转换到)第一周期来检测能量。如果客户端在定时器运行时接收到下行链路数据，则定时器会被重启。
在一实施例中，客户端用来执行能量检测的速率(例如每秒的检测数量)可被预先确定或者被演进式节点B所设定。在一实施例中，当执行能量检测时，子帧(subframe)可被分割成一或多个检测时隙(slot)。在一实施例中，如果上行链路(例如信号、数据)传输与能量检测冲突，则客户端可继续进行上行链路传输。也就是说，上行链路传输的优先次序高于能量检测的优先次序。因此，能量检测可被延期到下一个可用的检测时隙。在一实施例中，演进式节点B可设定在一时间期间(interval)中，演进式节点B将不会通过服务单元(serving cell)传送下行链路数据。因此，客户端可在该时间期间中，执行能量检测，其中该能量检测是用于其它载波频率中的另一组子载波(例如另一非许可频带)。在一实施例中，演进式节点B可设定一或多个周期给客户端来检测能量。换句话说，演进式节点B可设定一或多个速率给客户端来检测能量。
在一实施例中，在检测该组子载波的能量后，客户端可根据统计函数来计算用于该组子载波的数值u。在一实施例中，演进式节点B可通过广播消息(例如系统信息区块(System Information Block，SIB)或专属消息(例如RRCConnectionReconfiguration))设定临界值(threshold)给客户端。在一实施例中，在第x次能量检测后的数值可通过应用移动平均(moving average)函数到变量r(例如流程30中所检测的能量)来获得：u(x)＝a*u(x-1)+(1-a)*r(x)，其中变量r可为所检测的能量(例如以dB或dBm为单位)，以及u为移动平均能量。系数a可被演进式节点B所设定，其介于0及1之间。在一实施例中，如果在检测时隙期间，能量高于临界值，则变量r可被设定为一数值(例如1)。否则，如果在检测时隙期间，能量低于临界值，则变量r可被设定为另一数值(例如0)。在一实施例中，在客户端交递到另一单元后(例如客户端的主单元改变为另一单元)，客户端可重设用于该组子载波的数值。在一实施例中，在客户端执行单元选择/重新选择(cell selection/reselection)后，客户端可重设用于该组子载波的数值。在一实施例中，客户端离开无线资源控制(radio resourcecontrol，RRC)连接模式(connected mode)后，如果客户端选择与先前相同的主单元，则客户端可维持用于该组子载波的数值。
在一实施例中，在通过执行能量检测收集到Z个结果后，客户端可开始确定是否有事件发生。演进式节点B可通过广播消息(例如系统信息区块)或专属消息(例如RRCConnectionReconfiguration)设定数值Z给客户端。
在一实施例中，演进式节点B可通过一或多个专属消息(例如RRCConnectionReconfiguration)设定测量识别(identity)、临界值及一组子载波给客户端。如果根据能量检测的统计函数所获得的用于该组子载波的数值高于临界值，则客户端可传送报告到演进式节点B。报告可包含测量识别及/或数值。在一实施例中，在接收到报告后，演进式节点B可设定客户端释放测量识别，使得客户端将不会在该组子载波上执行能量检测。在一实施例中，在接收到报告后，演进式节点B可设定客户端释放关联于该组子载波的次要单元。在一实施例中，在接收到报告后，演进式节点B可传送介质访问控制(mediumaccess control，MAC)控制组件以关闭(deactivate)关联于该组子载波的次要单元。
在一实施例中，演进式节点B可通过一或多个广播消息(例如系统信息区块)或一或多个专属消息(例如RRCConnectionReconfiguration)设定测量识别、临界值及一组子载波给客户端。在一实施例中，如果根据能量检测的统计函数所获得的用于该组子载波的数值低于临界值，以及客户端在无线资源控制连接模式中，则客户端可传送报告到演进式节点B。报告可包含测量识别及/或数值。在一实施例中，客户端可在无线资源控制闲置模式(idle mode)中，在该组子载波上检测能量。在客户端建立无线资源控制连接到演进式节点B后，如果用于该组子载波的数值仍低于临界值以及演进式节点B询问客户端有关的信息(例如通过具有1位请求信息的RRCConnectionSetup)，则客户端可传送报告到演进式节点B(例如通过UEAssistanceInformation)。报告可包含测量识别及/或数值。
在一实施例中，演进式节点B可通过一或多个专属消息(例如RRCConnectionReconfiguration)设定测量识别、偏移(offset)及一组子载波S1给客户端。如果根据能量检测的统计函数所获得的用于该组子载波S1的数值高于根据能量检测的统计函数所获得的用于另一组子载波S2的数值加上偏移，则客户端可传送报告到演进式节点B。报告可包含测量识别、用于该组子载波S1的数值、该组子载波S2及/或用于该组子载波S2的数值。在一实施例中，在接收到报告后，演进式节点B可设定客户端释放测量识别，使得客户端将不会在该组子载波S1上执行能量检测。在一实施例中，在接收到报告后，演进式节点B可设定客户端释放关联于该组子载波S1的次要单元。在一实施例中，在接收到报告后，演进式节点B可传送介质访问控制控制组件以关闭关联于该组子载波S1的次要单元。
在一实施例中，演进式节点B可通过一或多个专属消息(例如RRCConnectionReconfiguration)设定测量识别、第一临界值、第二临界值及一组子载波S1给客户端。如果根据能量检测的统计函数所获得的用于该组子载波S1的数值低于第一临界值，以及根据能量检测的统计函数所获得的用于另一组子载波S2的数值高于第二临界值，则客户端可传送报告到演进式节点B。报告可包含测量识别、用于该组子载波S1的数值、该组子载波S2及/或用于该组子载波S2的数值。在一实施例中，在接收到报告后，演进式节点B可设定客户端释放测量识别，使得客户端将不会在该组子载波S1上执行能量检测。在一实施例中，在接收到报告后，演进式节点B可设定客户端释放关联于该组子载波S1的次要单元。在一实施例中，在接收到报告后，演进式节点B可传送介质访问控制控制组件以关闭关联于该组子载波S1的次要单元。
在上述实施例中，如果事件发生以及持续一段时间，则客户端可传送报告到演进式节点B。该段时间可被演进式节点B所设定，或者可被预先确定。
需注意的是，虽然以上所述的实施例是根据流程30来进行说明，以明确说明通信装置的运作。本领域技术人员当可根据系统需求及/或设计考虑结合、修饰或变化以上所述的实施例。
本领域技术人员当可依本发明的精神加以结合、修饰或变化以上所述的实施例，而不限于此。前述的陈述、步骤及/或流程(包含建议步骤)可通过装置实现，装置可为硬件、软件、固件(为硬件装置与计算机指令与数据的结合，且计算机指令与数据属于硬件装置上的只读软件)、电子系统、或上述装置的组合，其中装置可为通信装置20。
硬件可为模拟微电脑电路、数字微电脑电路及/或混合式微电脑电路。例如，硬件可为专用集成电路、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑器件(programmable logic device)、耦接的硬件组件，或上述硬件的组合。在其他实施例中，硬件可为通用处理器(general-purpose processor)、微处理器、控制器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，或上述硬件的组合。
软件可为程序代码的组合、指令的组合及/或函数(功能)的组合，其存储于一存储单元中，例如一计算机可读介质(computer-readable medium)。举例来说，计算机可读介质可为用户识别模块、只读存储器、闪存、随机存取存储器、光盘只读存储器(CD-ROM/DVD-ROM/BD-ROM)、磁带、硬盘、光学数据存储装置、非易失性存储器(non-volatile storageunit)，或上述组件的组合。计算机可读介质(如存储单元)可以内置地方式耦接于至少一处理器(如与计算机可读介质集成的处理器)或以外接地方式耦接于至少一处理器(如与计算机可读介质独立的处理器)。上述至少一处理器可包括一或多个模块，以执行计算机可读介质所存储的软件。程序代码的组合、指令的组合及/或函数(功能)的组合可使至少一处理器、一或多个模块、硬件及/或电子系统执行相关的步骤。
电子系统可为片上系统(system on chip，SoC)、系统级封装(system inpackage，SiP)、嵌入式计算机(computer on module，CoM)、计算机可编程产品、装置、移动电话、笔记本电脑、平板计算机、电子书、便携计算机系统，以及通信装置20。
综上所述，本发明提供一种通信装置及方法，用来处理非许可频带中的能量检测。因此，演进式节点B可根据客户端所传送的数值，执行用于非许可频带中的资源分配(例如排程)，其中数值是根据能量检测所确定的。如此一来，非许可频带中的干扰可被减少，以及在非许可频带中运作的装置的总处理能力可被改善。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的等同变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种通信装置，包括：
一存储单元，用来存储以下指令：
在一非许可频带中，检测一组子载波的能量；
根据该能量的一统计函数获得一数值，其中该统计函数包括一移动平均函数，以及如果该能量低于一网络端所设定的一临界值，则该能量被设定为0；以及如果该能量高于该网络端所设定的该临界值，则该能量被设定为1；以及
传送包括该数值的一报告到该网络端，以供该网络端根据该数值执行用于该非许可频带中的一资源分配，以减少干扰；以及
一处理装置，耦接于该存储单元，被设定以执行该存储单元中的该指令。
2.如权利要求1所述的通信装置，其中该数值是该能量的一平均值或该能量的一总和。
3.如权利要求1所述的通信装置，其中该通信装置根据一第一周期及一第二周期，在该非许可频带中，周期性地检测该组子载波的该能量，其中该第一周期大于该第二周期。
4.如权利要求3所述的通信装置，其中当该通信装置未有正在进行的传输时，该通信装置根据该第一周期，在该非许可频带中，周期性地检测该组子载波的该能量。
5.如权利要求3所述的通信装置，其中当该通信装置有一正在进行的传输时，该通信装置根据该第二周期，在该非许可频带中，周期性地检测该组子载波的该能量。
6.如权利要求3所述的通信装置，其中该第一周期及该第二周期是被预先确定的，或者是被该网络端所设定。
7.如权利要求3所述的通信装置，其中该存储单元还存储以下指令：
在该网络端所设定的一时间期间中，在另一非许可频带中，检测另一组子载波的能量。
8.如权利要求1所述的通信装置，其中该存储单元还存储以下指令：
如果该通信装置的一主单元改变或者该通信装置执行一单元选择，则重设该数值。
9.如权利要求1所述的通信装置，其中该存储单元还存储以下指令：
在该通信装置离开一无线资源控制连接模式后，如果该通信装置的一主单元未改变，则维持该数值。
10.如权利要求1所述的通信装置，其中该报告包括至少一数值，以及该存储单元还存储以下指令：
在该非许可频带中，检测至少一组子载波的至少一能量；以及
根据该至少一能量的该统计函数获得该至少一数值。
11.如权利要求1所述的通信装置，其中该报告包括用于该组子载波的一测量识别。
12.如权利要求1所述的通信装置，其中如果该数值高于该网络端所设定的一临界值，则该报告被传送到该网络端。
13.如权利要求1所述的通信装置，其中如果该数值低于该网络端所设定的一临界值，则该报告被传送到该网络端。
14.如权利要求1所述的通信装置，其中如果该数值高于一偏移及另一数值的一总和，则该报告被传送到该网络端，其中该另一数值是根据该非许可频带中的另一组子载波的另一能量的该统计函数被获得。
15.如权利要求1所述的通信装置，其中如果该数值低于一第一临界值及另一数值高于一第二临界值，则该报告被传送到该网络端，其中该另一数值是根据该非许可频带中的另一组子载波的另一能量的该统计函数被获得。
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