CN105898770A - 一种空频道检测方法及节点设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空频道检测方法及节点设备，涉及3GPP家族制式中的长期演进系统LTE。本发明公开的方法包括：若节点设备首次CCA检测，发现非授权载波信道全带宽处于忙状态，则按照预设的划分方式将非授权载波信道的全带宽首次划分为两段或两段以上的子带宽；若节点设备再次进行CCA检测，发现所有子带宽均处于忙状态，则按照预设的划分方式将已划分的各子带宽二次划分为两段或两段以上的子带宽，并继续进行CCA检测，直到CCA检测到任一段子带宽处于空闲状态，或者CCA循环检测次数达到最大值，则退出CCA循环检测。本发明还公开了一种节点设备。本申请技术方案能提高了资源的利用率，减少数据包的传输时延。

Description

一种空频道检测方法及节点设备
技术领域
本发明涉及3GPP家族制式中的长期演进系统LTE(包括网络侧NW和终端侧UE)，尤其涉及一种非授权载波小区带宽固定配置下的动态检测和资源使用方案。
背景技术
图1为3GPP蜂窝移动家族制式中的长期演进系统(LTE，Long TermEvolution)的系统架构示意图，包括：核心网侧的移动管理实体(MME，Mobility Management Entity)，服务网关(SGW，Serving GetWay)，无线接入网侧的用户设备或称为终端(UE，User Equipment)和基站(eNodeB，简称为eNB)，它们之间是Uu空中接口或称为空口，eNB和MME之间是S1-MME(S1for the control plane)接口，eNB和SGW之间是S1-U接口，eNB之间是X2-U(X2-User plane)和X2-C(X2-Control plane)接口。
图2(a)～图2(d)为LTE系统中的UE和eNB、核心网(MME和SGW)间控制面及用户面的协议栈架构，以及eNB和eNB之间控制面和用户面的协议栈架构示意图。其中Uu空口媒体接入控制层(MAC，Media AccessControl)和物理层(PHY，Physical layer)协议是本发明后续内容重点相关的部分。MAC层主要为上层逻辑信道提供数据传输和负责上下行无线资源的分配，完成混合自动重传请求(HARQ，Hybrid ARQ)、调度(Scheduling)、优先级处理和复用解复用(MUX，Multiplexing)等功能；PHY层主要为传输信道来的数据包MAC PDU提供物理层相关信号处理，传输手段和空口信号转换。另外Uu空口上层的协议RLC层主要用于提供用户和控制数据的分段和重传服务；PDCP层主要用于给RRC或用户面上层完成用户数据的传递；RRC层主要用于完成广播(Broadcast)、寻呼(Paging)、无线资源控制连接管理、无线承载控制、移动性功能、终端测量报告和控制等。上述背景技术在3GPP公开网站中均可查询到LTE的相关协议规范。
在LTE系统Rel-10版本之前，终端和基站只能在一个授权载波(LicensedCarrier)上配置的小区内进行上下行通讯，实现单授权载波上的数据收发，此时基站只给终端配置有一个服务小区。从LTE系统Rel-10版本开始，为了提升终端的峰值速率，动态协调和利用多个授权载波小区间的无线资源，终端和基站能在多个授权载波上配置的小区内进行上下行通讯，实现多授权载波上的数据收发，此时基站给终端配置有多个服务小区：其中一个主服务小区Pcell(唯一承担PUCCH信道反馈的服务小区)+多个辅服务小区Scell(至少有PDSCH/PUSCH信道数据传输的服务小区)。这就是LTE载波聚合技术(CA,Carrier Aggregation)，目前暂时限于对授权载波的聚合，且终端最大支持5个授权载波的聚合，最大聚合带宽为5x 20M＝100M。
由于LTE系统授权频段内的授权载波资源相对匮乏(需要各家运营商去竞标购买)，且宏基站(Macro eNB)下宏小区同构部署组网已经不能满足日益增加的LTE用户大业务流量的需求，因此LTE运营商希望开发和利用非授权频段内的非授权载波(Unlicensed Carrier)资源(不需要各家运营商去竞标购买，多个运营商可以自由地竞争抢占和使用)，并且采用微基站(MicroeNB)或者低功率基站节点(LPN，Low Power Node)下的微小区异构部署组网来进行业务热点的覆盖，比如人口流量密集的区域。图3(a)为两个上下行无线覆盖大致相同，分别处于同授权频段内两个相邻的不同授权载波上的宏小区配置成CA操作的示意图，UE在有效覆盖范围内，能同时和两个授权载波上的宏小区进行上下行通讯，实现双授权载波上的数据收发。而图3(b)则在图3(a)的基础之上，又增加了两个LPN微小区，它们分别处于非授权频段内两个不同的非授权载波上，且通过地面光纤协同和图3(a)中的两个宏小区保持时序关系的同步；两个授权载波上的宏小区+两个非授权载波上的微小区，理论上也能共同配置成CA的操作，UE在其有效覆盖范围内，能同时和两个授权载波上的宏小区+两个非授权载波上的微小区进行上下行通讯，实现多载波上的数据收发。
图4是LTE纯授权载波聚合的工作架构，在eNB或者UE作为发送端的时候，MAC协议实体中配置有N个并行的HARQ实体，在特定TTI(Transmission Time Interval)下产生的N个HARQ数据包(或称为MACPDU)，经过物理层PHY实体的一系列相关处理(例如：信道编码，调制，资源块适配映射等)，最后转化为LTE特定的物理波形信号，在N个授权载波上发送出去；作为接收端的UE或者eNB通过MAC/PHY实体进行相反的处理。这里唯一的主服务小区Pcell和N-1个辅服务小区Scell都是配置在授权载波之上的。
图5是有LTE非授权载波聚合的工作架构，在eNB或者UE作为发送端的时候，MAC协议实体中配置有N个并行的HARQ实体，但是其中某些是服务授权载波的传统HARQ实体(同附图4中的HARQ实体)，而另外一些是服务非授权载波的U-HARQ实体(需要对传统HARQ实体针对非授权载波的特性进行改造和增强)；产生的N个HARQ数据包(或者MACPDU)，经过物理层PHY实体的一系列相关处理(例如：信道编码，调制，资源块适配映射等)，最后转化为LTE特定的物理波形信号，其中某些是在授权载波上发送出去的，而另外一些是在非授权载波上发送出去的，同样这里也做了PHY和U-PHY实体的区分，以标识和传统PHY实体的不同。这里仍然有唯一的授权载波上的主服务小区Pcell和若干个授权载波上的辅服务小区Scell，而同时还有若干个非授权载波上的辅服务小区U-Scell。
由于在某个物理局部区域，非授权载波上的资源被多个同运营商/异运营商的多个eNBs/WIFI AP节点所共享，因此每个eNB都要通过LBT(ListenBefore Talk)的方式来先监听检测信道的忙闲，再尝试抢占非授权载波上的信道资源。比如:在同一片服务区域，运营商A的eNB1为自己的用户UE1配置了CA：Pcell1+U-Scell；运营商B的eNB2为自己的用户UE2配置了CA：Pcell2+U-Scell；Pcell1和Pcell2分别处于运营商A/B各自的授权载波上，彼此之间没有干扰冲突和信道资源共享的问题；但是U-Scell却处于相同的非授权载波上，此时每当运营商A/B的eNB想在U-Scell上发送数据，必须要先监听检测该非授权载波是否被其它节点eNB/WIFI AP/UE等所占用。比如eNB1在某周期时刻执行CCA(Clear Channel Assessment，空频道检测技术)检测出来的该非授权载波全带宽上的接收能量大于某个门限，则表示此时它已经被占用，eNB1此刻不能再去抢占该非授权载波上的信道资源。之后通常eNB1在时间上回退一段时间，等下一个周期时刻，再执行下一轮的CCA，以尝试抢占该非授权载波上的资源。
上述非授权载波上的小区带宽固定配置下的全带宽CCA能量检测和时间回退避让机制，有着明显的技术缺陷。假设某非授权载波上的小区U-Scell的全带宽为20M，若eNB通过CCA下行检测出来的总干扰能量大于某个门限，eNB并不能知道这些干扰能量如何在20M的全带宽内分布；比如可能高频位的10M子带宽内检测的干扰能量很大，而低频位的10M子带宽内检测的干扰能量却很小，或者进一步地，20M内某个更小的5M子带宽内的检测出的干扰能量很小，说明该子带宽上的非授权载波资源完全可以被eNB去抢占和使用，但是，eNB还要回退到下一个CCA时刻(通常是X ms级的延时)，造成了带宽资源的浪费且增加了数据包的传输时延。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种空频道检测方法及节点设备，以解决现有非授权载波上的资源利用率低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种空频道检测方法，该方法包括：
节点设备首次对非授权载波信道全带宽进行CCA空频道检测技术检测，若CCA检测所述非授权载波信道全带宽处于忙状态，则按照预设的划分方式将所述非授权载波信道的全带宽首次划分为两段或两段以上的子带宽；
当CCA检测失败回退时间到达后，所述节点设备对划分的各段子带宽分别进行CCA检测，若CCA检测所有子带宽均处于忙状态，则按照预设的划分方式将已划分的各子带宽二次划分为两段或两段以上的子带宽，并在CCA检测失败回退时间再次到达后，对二次划分的各子带宽分别进行CCA检测，直到CCA检测到任一段子带宽处于空闲状态，或者CCA循环检测次数达到最大值，则退出CCA循环检测。
可选地，上述方法中，CCA检测到任一段子带宽处于空闲状态，退出CCA循环检测后，该方法还包括：
节点设备通过空口物理层命令通知对端设备所检测到的空闲状态的子带宽的信息；
节点设备和对端设备在下个信道占用时间COT内只在该子带宽上进行数据收发，并在该COT之后，自动释放占用的该子带宽资源；
其中，所述子带宽的信息包括如下一种或几种参数的组合：
子带宽的标识、子带宽的位置、子带宽的序号。
可选地，上述方法中，预设的划分方式包括：
按照CCA循环检测次数，将所述非授权载波信道的全带宽依次等分为2的整数倍个子带宽。并且每次对子带宽进行CCA检测判定忙闲的策略和参数可以独立/不同的配置，也包括默认配置相同的策略和参数之特例。
可选地，上述方法应用于U-SDL(Unlicensed Supplementary Downlink非授权载波充当补充下行)中时，所述节点设备为基站。
可选地，上述方法应用于U-UL/DL(Unlicensed Uplink and Downlink非授权载波充当上下行)中时，所述节点设备包括基站和/或终端。
可选地，上述方法应用于U-UL/DL中，且所述节点设备为基站时，所述基站对非授权载波信道进行下行CCA检测；
并通过空口物理层命令通知终端所检测到的空闲状态的子带宽的信息，以指示终端在下个COT内只在该子带宽上接收下行数据。
可选地，上述方法应用于U-UL/DL中，且所述节点设备为终端时，所述终端对非授权载波信道进行上行CCA检测；
并通过空口物理层命令通知基站所检测到的空闲状态的子带宽的信息，以指示基站在下个COT内该终端只在该子带宽上发送上行数据。
本发明还提供了一种节点设备，至少包括第一单元和第二单元，其中：
所述第一单元，对非授权载波信道全带宽进行CCA空频道检测技术检测，以及在CCA检测失败回退时间到达后，对所述第二单元划分的子带宽分别进行CCA检测，直到CCA检测到任一段子带宽处于空闲状态，或者CCA循环检测次数达到最大值，则退出CCA循环检测；
所述第二单元，在CCA检测所述非授权载波信道全带宽处于忙状态时，按照预设的划分方式将所述非授权载波信道的全带宽首次划分为两段或两段以上的子带宽，以及CCA检测已划分的各子带宽均处于忙状态时，按照预设的划分方式将已划分的各子带宽再次划分为两段或两段以上的子带宽。
可选地，上述设备还包括：
第三单元，在所述第一单元CCA检测到任一段子带宽处于空闲状态，退出CCA循环检测后，通过空口物理层命令通知对端设备所检测到的空闲状态的子带宽的信息，并在下个信道占用时间COT内只在该子带宽上进行数据接收或发送，并在该COT之后，自动释放占用的该子带宽资源；
其中，所述子带宽的信息包括如下一种或几种参数的组合：
子带宽的标识、子带宽的位置、子带宽的序号。
可选地，上述设备中，所述预设的划分方式包括：
按照CCA循环检测次数，将所述非授权载波信道的全带宽依次等分为2的整数倍个子带宽。
可选地，上述节点设备为基站或终端。
本申请技术方案能够尽快利用空闲的非授权载波上的子带宽资源进行数据传输，从而提高了资源的利用率，减少数据包的传输时延。
附图说明
图1为现有LTE系统架构示意图；
图2(a)为现有LTE Uu/S1接口控制面架构示意图；
图2(b)为现有LTE Uu/S1接口用户面架构示意图；
图2(c)为现有LTE X2接口控制面架构示意图；
图2(d)为现有LTE X2接口用户面架构示意图；
图3(a)为现有LTE授权载波聚合示例图；
图3(b)为现有LTE非授权载波聚合示例图；
图4为现有LTE纯授权载波聚合的工作架构示意图；
图5为现有LTE有非授权载波聚合的工作架构示意图；
图6为本发明方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文将结合附图对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
实施例1
本实施例提供一种空频道检测方法，主要包括如下操作：
节点设备首次对非授权载波信道全带宽进行CCA检测，若CCA检测非授权载波信道全带宽处于忙状态，则按照预设的划分方式将非授权载波信道的全带宽首次划分为两段或两段以上的子带宽；
当CCA检测失败回退时间到达后，节点设备对划分的各段子带宽分别进行CCA检测，若CCA检测所有子带宽均处于忙状态，则按照预设的划分方式将已划分的各子带宽二次划分为两段或两段以上的子带宽，并在CCA检测失败回退时间再次到达后，对二次划分的各子带宽分别进行CCA检测，直到CCA检测到任一段子带宽处于空闲状态，或者CCA循环检测次数达到最大值，则退出CCA循环检测。
另外，按照上述方法进行CCA检测时，检测到任一段子带宽处于空闲状态，退出CCA循环检测后，节点设备还可以通过空口物理层命令通知对端设备所检测到的空闲状态的子带宽的信息；
节点设备和对端设备在下个信道占用时间COT内只在该子带宽上进行数据收发，并在该COT之后，自动释放占用的该子带宽资源即可。
本实施例中子带宽的信息主要用于标识子带宽，其可以包括如下一种或几种参数的组合：
子带宽的标识、子带宽的位置、子带宽的序号。
还要说明的是，上述方法中预设的划分方式可以采用各种方式，不作具体限制。但本实施例在此提供一种优选方案，即按照CCA循环检测次数，将非授权载波信道的全带宽依次等分为2的整数倍个子带宽。例如，首次CCA检测后判断非授权载波信道的全带宽处于忙状态，需要进行第二次CCA检测，此时，可以将非授权载波信道的全带宽等分为2段子带宽，若第二次CCA检测发现2段子带宽都处于忙状态，需要进行第三次CCA检测，则可以将已划分的2段子带宽分别再等分为2段子带宽，即将非授权载波信道的全带宽等分为4段子带宽，依次类推，需要进行第N次CCA检测时，就可以将第N-1次划分的各子带宽分别等分为2段子带宽，即将非授权载波信道的全带宽等分为2*(N-1)个子带宽。如此操作可以以2进制标识快捷地指示出所检测到的空闲状态的子带宽的信息，便于子带宽的信息传输。
具体地，上述节点设备可以包括基站和/或终端，主要视应用场景不同而有所不同。例如U-Scell是个纯下行的FDD帧格式小区,即U-SDL(Unlicensed-Supplementary Downlink)情况，此时，节点设备只能是基站。而U-Scell是个有上下行的TDD帧格式小区,即U-UL/DL(Unlicensed-Uplink Downlink)情况，此时，节点设备可以是基站，也可以是终端，可以包括基站和终端。其中，包括基站和终端即指基站和终端配合操作。
具体地，U-SDL场景和U-UL/DL场景中，节点设备的详细操作可参见下文。
其中，针对不同的场景初始化操作是相同的，因此首先介绍一下初始化操作。
初始化前提，eNB和UE都具备对非授权载波进行CA的能力。eNB通过前期对目标非授权频段的广泛扫描和监听检测，给出自己服务的特定UE某种LTE有非授权载波聚合的配置，即至少有一个授权载波上的Pcell和一个或N个全带宽为B(i)的非授权载波小区U-Scell(i)，i为小区索引号；因为每次CA的配置都要涉及到高层RRC控制信令流程，一旦配置完成，Pcell/Scell和U-Scell(i)的全工作带宽都是固定的，直到CA被重新配置，所以系统对U-Scell(i)的资源使用方式比较静态。另外还需要对本发明相关的一些参数进行初始化设置，比如：CCA检测失败回退时间T(cca-i)；CCA循环层级计数器Count(cca-i)初始化值为1；特定CCA层级下的干扰能量门限TL1/TL2/TL3等等；CCA循环层级最大值CCA-Stop(即CCA循环检测次数允许的最大值)。
首先介绍U-SDL场景中节点设备的操作：
S1：对于某个特定的U-Scell(i),，eNB(即此种场景中的节点设备)根据LBE(Load Based Equipment)或者FBE(Frame Based Equipment)的规则和要求，在某个特定时刻进行下行CCA检测，尝试占用全带宽为B(i)的整个非授权载波信道；如果下行CCA检测的能量低于特定门限TL1(预定义或者高层参数配置)，那么表示该信道空闲(即该信道处于空闲状态)，eNB能够全带宽占用，同时退出CCA循环检测。如果下行CCA检测的能量高于特定门限TL1(预定义或者高层参数配置)，那么表示该信道正忙(即该信道处于忙状态，干扰强烈)，eNB不能全带宽占用，此时eNB把B(i)全带宽自动等分割成高位半段B(i)-High/2子带宽和低位半段B(i)-Low/2子带宽。另外eNB把自己的CCA循环层级计数器Count(cca-i)_eNB＝Count(cca-i)_eNB+1。
S2：在U-Scell(i)上，eNB先进行指定时间T(cca-i)的回退，该段回退时间内eNB在U-Scell(i)上不做任何CCA检测，但在T(cca-i)之后，eNB立刻分别对B(i)-High/2和B(i)-Low/2做第二轮的CCA检测，顺序任意，或者按照特定规则约束的方式；显然如果T(cca-i)＝0，表示eNB立刻做第二轮的CCA检测。如果此次对B(i)-High/2或者B(i)-Low/2子带宽的下行CCA检测能量低于特定门限TL2(预定义或者高层参数配置，TL2可以等于TL1)，那么表示该信道空闲，eNB能够占用相应的子带宽，同时退出CCA循环检测。如果此次对B(i)-High/2和B(i)-Low/2子带宽的下行CCA检测的能量都高于特定门限TL2(预定义或者高层参数配置)，那么表示该信道都正忙，eNB仍然不能占用相应的子带宽，此时eNB再继续把B(i)-High/2再等分割成B(i)-High/2-High/4和B(i)-High/2-Low/4两个更小的子带宽；再把B(i)-Low/2再等分割成B(i)-Low/2-High/4和B(i)-Low/2-Low/4两个更小的子带宽。另外eNB把自己的CCA循环层级计数器Count(cca-i)_eNB＝Count(cca-i)_eNB+1。
S3：在U-Scell(i)上，eNB再进行指定时间T(cca-i)的回退，该段回退时间内eNB在U-Scell(i)上不做任何CCA检测，但是T(cca-i)之后，eNB立刻分别对B(i)-High/2-High/4，B(i)-High/2-Low/4，B(i)-Low/2-High/4，B(i)-Low/2-Low/4做第三轮的CCA检测，顺序任意，或者按照特定规则约束的方式；显然如果T(cca-i)＝0，表示eNB立刻做第三轮的CCA检测。如果此次对B(i)-High/2-High/4或B(i)-High/2-Low/4或B(i)-Low/2-High/4或B(i)-Low/2-Low/4子带宽的下行CCA检测能量低于特定门限TL3(预定义或者高层参数配置，TL3可以等于TL1或者TL2)，那么表示该信道空闲，eNB能够占用相应的子带宽，同时退出CCA循环检测。如果此次对B(i)-High/2-High/4和B(i)-High/2-Low/4和B(i)-Low/2-High/4和B(i)-Low/2-Low/4子带宽的下行CCA检测的能量都仍然高于特定门限TL3(预定义或者高层参数配置，TL3可以等于TL1或者TL2))，那么表示该信道都正忙，eNB仍然不能占用相应的子带宽，此时eNB再继续把B(i)-High/2-High/4再等分割成B(i)-High/2-High/4-High/8和B(i)-High/2-High/4-Low/8；把B(i)-High/2-Low/4再等分割成B(i)-High/2-Low/4-High/8和B(i)-High/2-Low/4-Low/8两个更小的子带宽；把B(i)-Low/2-High/4再等分割成B(i)-Low/2-High/4-High/8和B(i)-Low/2-High/4-Low/8；把B(i)-Low/2-Low/4再等分割成B(i)-Low/2-Low/4-High/8和B(i)-Low/2-Low/4-Low/8两个更小的子带宽。另外eNB把自己的CCA循环层级计数器Count(cca-i)_eNB＝Count(cca-i)_eNB+1。
S4：按照上述“非授权载波上带宽等二分割法CCA循环检测”的原理，再进行下一轮CCA循环检测操作，停止条件为：Count(cca-i)_eNB>＝CCA-Stop值或者eNB发现了某个子带宽空闲，即自动退出CCA循环检测。
S5:当eNB发现某个子带宽空闲，退出了CCA循环检测之后，通过Uu空口物理层命令下行通知UE占用到的子带宽的标识/位置/序号，这样eNB在下个信道占用时间(COT,Channel Occupancy Time)内只会在该占用到的子带宽上进行PDCCH下行调度和PDSCH数据块的发送；而UE在和eNB同样的COT内只会在该占用到的子带宽上进行PDCCH/PDSCH数据块的接收。eNB在下个COT之后，会自动释放占用的子带宽资源，Count(cca-i)重置为1，回到S1，重新开始一个新的COT尝试周期。值得强调的是：不同的非授权载波小区U-Scell(i)都可以有自己独立的S1-S5的配置和操作；从RRC/PDCP/RLC等上层协议看，U-Scell(i)的配置带宽始终都是B(i)，只是eNB在每轮的CCA信道检测和抢占使用的COT中，实际用于数据下行传输的子带宽能动态地变化。
再次介绍U-UL/DL场景中节点设备的操作。
此种场景中，DL的方式方法同上面情况1，不再重述，只是eNB做下行CCA检测和资源抢占受限在TDD DL子帧的位置；UL对应UE做上行CCA检测和资源抢占，只是受限在TDD UL子帧的位置，下面将详细描述：
S1：对于某个特定的U-Scell(i)，UE(即为此种场景中的一个节点设备)根据LBE(Load Based Equipment)或者FBE(Frame Based Equipment)的规则和要求，在某个特定时刻进行上行CCA检测，尝试占用全带宽为B(i)的整个非授权载波信道；如果上行CCA检测的能量低于特定门限TL1(预定义或者高层参数配置)，那么表示该信道空闲，UE能够全带宽占用，同时退出CCA循环检测。如果上行CCA检测的能量高于特定门限TL1(预定义或者高层参数配置)，那么表示该信道正忙(干扰强烈)，UE
不能全带宽占用，此时UE把B(i)自动等分割成高位半段B(i)-High/2子带宽和低位半段B(i)-Low/2子带宽。另外UE把自己的CCA循环层级计数器Count(cca-i)_UE＝Count(cca-i)_UE+1，UE这个Count(cca-i)_UE和DL情况下eNB自己维护的Count(cca-i)_eNB可以是独立的。
S2：在U-Scell(i)上，UE先进行指定时间T(cca-i)的回退，该段回退时间内UE在U-Scell(i)上不做任何CCA检测，但是T(cca-i)之后，UE立刻分别对B(i)-High/2和B(i)-Low/2做第二轮的CCA检测，顺序任意，或者按照特定规则约束的方式；显然如果T(cca-i)＝0，表示UE立刻做第二轮的CCA检测。如果此次对B(i)-High/2或者B(i)-Low/2子带宽的上行CCA检测能量低于特定门限TL2(预定义或者高层参数配置，TL2可以等于TL1)，那么表示该信道空闲，UE能够占用相应的子带宽，同时退出CCA循环检测。如果此次对B(i)-High/2和B(i)-Low/2子带宽的上行CCA检测的能量都高于特定门限TL2(预定义或者高层参数配置)，那么表示该信道都正忙，UE仍然不能占用相应的子带宽，此时UE再继续把B(i)-High/2再等分割成B(i)-High/2-High/4和B(i)-High/2-Low/4两个更小的子带宽；把B(i)-Low/2再等分割成B(i)-Low/2-High/4和B(i)-Low/2-Low/4两个更小的子带宽。另外UE把自己的CCA循环层级计数器Count(cca-i)_UE＝Count(cca-i)_UE+1。
S3：在U-Scell(i)上，UE再进行指定时间T(cca-i)的回退，该段回退时间内UE在U-Scell(i)上不做任何CCA检测，但是T(cca-i)之后，UE立刻分别对B(i)-High/2-High/4，B(i)-High/2-Low/4，B(i)-Low/2-High/4，B(i)-Low/2-Low/4做第三轮的CCA检测，顺序任意，或者按照特定规则约束的方式；显然如果T(cca-i)＝0，表示UE立刻做第三轮的CCA检测。如果此次对B(i)-High/2-High/4或B(i)-High/2-Low/4或B(i)-Low/2-High/4或B(i)-Low/2-Low/4子带宽的上行CCA检测能量低于特定门限TL3(预定义或者高层参数配置，TL3可以等于TL1或者TL2)，那么表示该信道空闲，UE能够占用相应的子带宽，同时退出CCA循环检测。如果此次对B(i)-High/2-High/4和B(i)-High/2-Low/4和B(i)-Low/2-High/4和B(i)-Low/2-Low/4子带宽的上行CCA检测的能量都高于特定门限TL3(预定义或者高层参数配置，TL3可以等于TL1或者TL2))，那么表示该信道都正忙，UE仍然不能占用相应的子带宽，此时UE再继续把B(i)-High/2-High/4再等分割成B(i)-High/2-High/4-High/8和B(i)-High/2-High/4-Low/8；把B(i)-High/2-Low/4再等分割成B(i)-High/2-Low/4-High/8和B(i)-High/2-Low/4-Low/8两个更小的子带宽；把B(i)-Low/2-High/4再等分割成B(i)-Low/2-High/4-High/8和B(i)-Low/2-High/4-Low/8；把B(i)-Low/2-Low/4再等分割成B(i)-Low/2-Low/4-High/8和B(i)-Low/2-Low/4-Low/8两个更小的子带宽。另外UE把自己的CCA循环层级计数器Count(cca-i)_UE＝Count(cca-i)_UE+1。
S4：按照上述“非授权载波上带宽等二分割法CCA循环检测”的原理，再进行下一轮CCA循环检测操作，停止条件为：Count(cca-i)_UE>＝CCA-Stop值或者UE发现某个子带宽空闲，即自动退出CCA循环检测。
S5:当UE发现某个子带宽空闲，退出CCA循环检测之后，则通过Uu空口物理层命令上行通知eNB占用到的子带宽的标识/位置/序号，这样UE在下个信道占用时间(COT,Channel Occupancy Time)内只在该占用到的子带宽上进行PUSCH数据块的发送(UE接受来自eNB发送的PDCCH上行调度)，而eNB会在和UE同样的COT内只在UE占用到的子带宽上进行PUSCH数据块的接收。UE在该COT之后，自动释放占用的子带宽资源，Count(cca-i)_UE重置为1，回到S1，重新开始一个新的COT尝试周期。值得强调的是：不同的非授权载波小区U-Scell(i)都可以有自己独立的S1-S5的配置和操作；从RRC/PDCP/RLC等上层协议看，U-Scell(i)的配置带宽始终都是B(i)，只是UE在每轮的CCA信道检测和抢占使用的COT中，实际用于数据上行传输的子带宽能动态地变化。
从上述描述可以看出，场景1和场景2下的处理思路大体一致，只是参与非授权载波资源抢占的节点设备不同：场景1是只有eNB参与下行的抢占；场景2是既有eNB参与下行的抢占又有UE参与的上行抢占，两者在TDD子帧位置上错开，，从而表明节点设备既可以是eNB，也可以是UE，具体地，该过程如图6所示。
下面再结合实际应用，说明上述方法的实现过程。
假设，运营商A的某eNB通过前期对目标非授权频段5150MHz-5350MHz的广泛扫描和监听检测，给出自己服务的特定UE1 LTE有非授权载波聚合的配置Pcell(10M:UL/DL)+U-Scell(20M:U-SDL)；初始化CA和本发明相关的参数配置都采用LTE现有的RRC配置流程(现有惯用手段)。eNB的CCA循环层级计数器Count(cca)_eNB初始化值为1，CCA-Stop＝3,TL1＝TL2＝TL3＝-62dBm，T(cca)＝10us，由于只有一个U-Scell，这里简化略去了小区索引i。此后eNB采取PDCCH跨载波调度的方式尝试抢占和利用U-Scell的下行信道资源，即只有PDSCH数据块在U-Scell下行传输,PDCCH下行调度和PUCCH上行反馈只在Pcell传输。
此时，空频道检测的具体过程包括如下操作：
S101：对于该U-Scell,，eNB采取了FBE的帧结构和规则，帧长配置成固定的10ms(和Pcell帧长一样)。eNB周期性地在特定时刻进行下行CCA检测，尝试占用全带宽为20M的整个非授权载波信道，具体非授权载波频点为5180MHz-5200MHz；第一轮CCA下行能量检测结果>TL1＝-62dBm，因此eNB不能全带宽占用该U-Scell，此时eNB把20M自动等分割成高位半段B(i)-High/2子带宽(5190MHz-5200MHz)和低位半段B(i)-Low/2子带宽(5180MHz-5190MHz)。另外eNB把当前Count(cca)_eNB的值加1置为2。
S102：eNB先进行T(cca)＝10us的回退，10us之后，eNB立刻分别对B(i)-High/2和B(i)-Low/2做第二轮的CCA检测，顺序任意，或者按照特定规则约束的方式；对B(i)-High/2(5190MHz-5200MHz)和B(i)-Low/2(5180MHz-5190MHz)子带宽的下行CCA检测的能量结果都仍然>TL2＝-62dBm，此时eNB再继续把B(i)-High/2再等分割成B(i)-High/2-High/4(5195MHz-5200MHz)和B(i)-High/2-Low/4(5190MHz-5195MHz)两个更小的子带宽；把B(i)-Low/2再等分割成B(i)-Low/2-High/4(5185MHz-5190MHz)和B(i)-Low/2-Low/4(5180MHz-5185MHz)两个更小的子带宽。另外eNB把当前Count(cca)_eNB的值加1置为3。
S103：eNB再进行T(cca)＝10us的回退，10us之后，eNB立刻分别对B(i)-High/2-High/4，B(i)-High/2-Low/4，B(i)-Low/2-High/4，B(i)-Low/2-Low/4做第三轮的CCA检测，顺序任意，或者按照特定规则约束的方式；其中对B(i)-High/2-Low/4(5190MHz-5195MHz)子带宽的下行CCA检测的能量结果首先<TL3＝-62dBm，表示该信道空闲，eNB能够占用相应的子带宽，同时退出CCA循环检测。
S104：由于eNB已经发现了某个子带宽空闲，自动退出了CCA循环检测。
S105:eNB通过Uu空口PDCCH物理层命令下行通知UE占用到的子带宽的标识/位置/序号(默认：从频段高位到低位5195MHz-5200MHz，5190MHz-5195MHz，5185MHz-5190MHz，5180MHz-5185MHz的标识分别为00,01,10,11，因为eNB抢占到了空闲的B(i)-High/2-Low/4(5190MHz-5195MHz)，所以eNB发送标识01给UE)。eNB在下个COT内只在该占用到的子带宽上进行PDSCH数据块的发送(下行OFDM RB资源限制在(5190MHz-5195MHz)子带宽之内)；而UE在和eNB同样的COT内只会在该占用到的子带宽上进行PDSCH数据块的接收。eNB在该COT之后，自动释放占用的子带宽资源，Count(cca)_eNB重置为1，回到S101。
再假设：运营商B的某eNB通过前期对目标非授权频段5150MHz-5350MHz的广泛扫描和监听检测，给出自己服务的特定UE2LTE有授权和非授权载波混合聚合的配置Pcell(20M:UL/DL)+Scell(20M:UL/DL)+U-Scell(20M:U-UL/DL)；初始化CA和本发明相关的参数配置采用LTE现有的RRC配置流程。eNB的CCA循环层级计数器Count(cca)_eNB初始化值为1,UE的CCA循环层级计数器Count(cca)_UE初始化值为1，CCA-Stop＝2,TL1＝TL2＝-72dBm，T(cca)＝0us，这里由于只有一个U-Scell，这里也简化略去了小区索引i。此后eNB采取PDCCH跨载波调度的方式尝试抢占和利用U-Scell的下行信道资源，即只有PDSCH数据块在U-Scell下行传输,同时UE接受PDCCH的跨载波调度的方式尝试抢占和利用U-Scell的上行信道资源，即只有PUSCH数据块在U-Scell上行传输；PDCCH上下行调度和PUCCH上行反馈只在Pcell传输。
此时，空频道检测的具体过程包括如下操作，主要分为eNB和UE两方面的操作：
首先：对于该U-Scell,，eNB和UE都采取了FBE的帧结构和规则，帧长固定配置成10ms(和Pcell帧长一样)。eNB周期性地在特定时刻进行下行CCA检测，同时UE周期性地在特定时刻进行上行CCA检测，尝试占用全带宽为20M的整个非授权载波信道，具体非授权载波频点为5200MHz-5220MHz；eNB第一轮CCA下行能量检测结果>TL1＝-72dBm，因此eNB不能全带宽占用该U-Scell，此时eNB把20M自动等分割成高位半段B(i)-High/2子带宽(5210MHz-5220MHz)和低位半段B(i)-Low/2子带宽(5200MHz-5210MHz)。另外eNB把当前Count(cca)_eNB的值加1置为2。UE第一轮CCA上行能量检测结果>TL1＝-72dBm，因此UE不能全带宽占用该U-Scell，此时UE把20M自动等分割成高位半段B(i)-High/2子带宽(5210MHz-5220MHz)和低位半段B(i)-Low/2子带宽(5200MHz-5210MHz)。另外UE把当前Count(cca)_UE的值加1置为2。另一方面，由于T(cca)＝0us，eNB立刻分别对B(i)-High/2和B(i)-Low/2做第二轮的CCA检测，顺序任意，或者按照特定规则约束的方式；对B(i)-High/2(5210MHz-5220MHz)和B(i)-Low/2(5200MHz-5210MHz)子带宽的下行CCA检测的能量结果都仍然>TL2＝-72dBm，由于Count(cca)_eNB＝CCA-Stop＝2，因此eNB不再对子带宽做更多轮的下行CCA检测。同时UE立刻分别对B(i)-High/2和B(i)-Low/2做第二轮的CCA上行检测，顺序任意，或者按照特定规则约束的方式；其中对B(i)-High/2(5210MHz-5220MHz)子带宽的上行CCA检测的能量结果首先<TL2＝-72dBm，表示该信道空闲，UE能够占用相应的子带宽，同时退出CCA循环检测。由于eNB没能发现某个子带宽空闲，自动退出了CCA循环检测。而UE发现了B(i)-High/2(5210MHz-5220MHz)子带宽空闲，后续COT可以利用它进行PUSCH数据块的上行传输。这里值得说明一下：虽然eNB和UE之间的TDD非授权载波信道存在传播的互易性，但是由于eNB和UE物理位置不同，所处的干扰环境有些差异，因此在相同全带宽或者子带宽内，eNB检测到的干扰能量可能和UE检测到的干扰能量不同。正如S202中所述：eNB在B(i)-High/2(5210MHz-5220MHz)子带宽上检测的能量>TL2＝-72dBm，但是UE在B(i)-High/2(5210MHz-5220MHz)子带宽上检测的能量<TL2＝-72dBm，因此eNB不能利用B(i)-High/2(5210MHz-5220MHz)子带宽内TDD下行子帧的资源，而UE可以利用B(i)-High/2(5210MHz-5220MHz)子带宽内TDD上行子帧的资源。UE通过Uu空口PUCCH物理层命令上行反馈给eNB占用到的子带宽的标识/位置/序号(默认：从频段高位到低位5210MHz-5220MHz，5200MHz-5210MHz的标识分别为0,1，因为UE抢占到了B(i)-High/2(5210MHz-5220MHz)，所以UE反馈标识0给eNB)。eNB在下个COT内只在该占用到的子带宽上进行PUSCH数据块的上行调度和接收，UE上行发送利用的SC-FDM RB资源被限制在(5210MHz-5220MHz)子带宽之内。UE在该COT之后，自动释放占用的子带宽资源，Count(cca)_eNB和Count(cca)_UE都重置为1，回到S201。
实施例2
本实施例提供一种节点设备，至少包括第一单元和第二单元。
第一单元，主要对非授权载波信道全带宽进行CCA检测，以及在CCA检测失败回退时间到达后，对第二单元划分的子带宽分别进行CCA检测，直到CCA检测到任一段子带宽处于空闲状态，或者CCA循环检测次数达到最大值，则退出CCA循环检测；
第二单元，在CCA检测非授权载波信道全带宽处于忙状态时，按照预设的划分方式将非授权载波信道的全带宽首次划分为两段或两段以上的子带宽，以及在CCA检测已划分的各子带宽均处于忙状态时，按照预设的划分方式将已划分的各子带宽再次划分为两段或两段以上的子带宽。
另外，上述节点设备还可以包括有第三单元，该单元在第一单元CCA检测到任一段子带宽处于空闲状态，退出CCA循环检测后，可以通过空口物理层命令通知对端设备所检测到的空闲状态的子带宽的信息，并在下个COT内只在该子带宽上进行数据接收或发送，以及在该COT之后，自动释放占用的该子带宽资源；
本实施例中，子带宽的信息主要用于标识子带宽，其可以包括如下一种或几种参数的组合：
子带宽的标识、子带宽的位置、子带宽的序号。
要说明的是，上述节点设备采用的预设的划分方式可以是多种多样的，本实施例不作任何限制。但提供一种优选的划分方式是，可以按照CCA循环检测次数，将非授权载波信道的全带宽依次等分为2的整数倍个子带宽。例如，需要第二次进行CCA检测时，可以将非授权载波信道的全带宽等分为2个子带宽，需要第三次进行CCA检测时，可以将非授权载波信道的全带宽等分为4个子带宽，依次类推，需要进行第N次CCA检测时，就可以将非授权载波信道的全带宽等分为2*(N-1)个子带宽。如此操作可以方便快捷地标识出所检测到的空闲状态的子带宽的信息。
实际应用中，上述节点设备可以是基站，或者是终端。可以根据不同的场景来确定。例如，针对U-SDL场景，由于U-Scell是个纯下行的FDD帧格式小区,因此，此节点设备即为基站。而针对U-UL/DL场景，是个有上下行的TDD帧格式小区,因此，该节点设备可以是基站或终端。但要强调的是，在U-UL/DL场景中，节点设备为基站时，基站中的第一单元主要是对非授权载波信道进行下行CCA检测；而节点设备为终端时，终端中的第一单元是对非授权载波信道进行上行CCA检测。
由于本实施例中的节点设备可以实现上述实施例1的方法，故此节点设备的其他详细操作可参见实施例1的相应内容，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种空频道检测方法，其特征在于，该方法包括：
节点设备首次对非授权载波信道全带宽进行CCA空频道检测技术检测，若CCA检测所述非授权载波信道全带宽处于忙状态，则按照预设的划分方式将所述非授权载波信道的全带宽首次划分为两段或两段以上的子带宽；
当CCA检测失败回退时间到达后，所述节点设备对划分的各段子带宽分别进行CCA检测，若CCA检测所有子带宽均处于忙状态，则按照预设的划分方式将已划分的各子带宽二次划分为两段或两段以上的子带宽，并在CCA检测失败回退时间再次到达后，对二次划分的各子带宽分别进行CCA检测，直到CCA检测到任一段子带宽处于空闲状态，或者CCA循环检测次数达到最大值，则退出CCA循环检测。
2.如权利要求1所述的方法，其特征于，CCA检测到任一段子带宽处于空闲状态，退出CCA循环检测后，该方法还包括：
节点设备通过空口物理层命令通知对端设备所检测到的空闲状态的子带宽的信息；
节点设备和对端设备在下个信道占用时间COT内只在该子带宽上进行数据收发，并在该COT之后，自动释放占用的该子带宽资源；
其中，所述子带宽的信息包括如下一种或几种参数的组合：
子带宽的标识、子带宽的位置、子带宽的序号。
3.如权利要1或2所述的方法，其特征在于，预设的划分方式包括：
按照CCA循环检测次数，将所述非授权载波信道的全带宽依次等分为2的整数倍个子带宽；并且每次对子带宽进行CCA检测判定忙闲的策略和参数可以独立/不同的配置，也包括默认配置相同的策略和参数之特例。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法应用于非授权载波充当补充下行U-SDL中时，所述节点设备为基站。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法应用于非授权载波充当上下行U-UL/DL中时，所述节点设备包括基站和/或终端。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法应用于U-UL/DL中，且所述节点设备为基站时，所述基站对非授权载波信道进行下行CCA检测；
并通过空口物理层命令通知终端所检测到的空闲状态的子带宽的信息，以指示终端在下个COT内只在该子带宽上接收下行数据。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法应用于U-UL/DL中，且所述节点设备为终端时，所述终端对非授权载波信道进行上行CCA检测；
并通过空口物理层命令通知基站所检测到的空闲状态的子带宽的信息，以指示基站在下个COT内该终端只在该子带宽上发送上行数据。
8.一种节点设备，其特征在于，至少包括第一单元和第二单元，其中：
所述第一单元，对非授权载波信道全带宽进行CCA空频道检测技术检测，以及在CCA检测失败回退时间到达后，对所述第二单元划分的子带宽分别进行CCA检测，直到CCA检测到任一段子带宽处于空闲状态，或者CCA循环检测次数达到最大值，则退出CCA循环检测；
所述第二单元，在CCA检测所述非授权载波信道全带宽处于忙状态时，按照预设的划分方式将所述非授权载波信道的全带宽首次划分为两段或两段以上的子带宽，以及CCA检测已划分的各子带宽均处于忙状态时，按照预设的划分方式将已划分的各子带宽再次划分为两段或两段以上的子带宽。
9.如权利要求8所述的设备，其特征于，还包括：
第三单元，在所述第一单元CCA检测到任一段子带宽处于空闲状态，退出CCA循环检测后，通过空口物理层命令通知对端设备所检测到的空闲状态的子带宽的信息，并在下个信道占用时间COT内只在该子带宽上进行数据接收或发送，并在该COT之后，自动释放占用的该子带宽资源；
其中，所述子带宽的信息包括如下一种或几种参数的组合：
子带宽的标识、子带宽的位置、子带宽的序号。
10.如权利要求8或9所述的设备，其特征在于，所述预设的划分方式包括：
按照CCA循环检测次数，将所述非授权载波信道的全带宽依次等分为2的整数倍个子带宽。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述节点设备为基站或终端。
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