CN106255120B - 一种与异构网on/off算法相结合的动态频谱选择方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种与异构网on/off算法相结合的动态频谱选择方法，属于通信技术领域。该方法包括：基站通过X2接口与同运营商下的其它基站信令交互，获取目标频段信息，所述基站和所述终端分别对满足频段信息的频段进行RSSI能量检测；基站依次将收到终端反馈的RSSI值与预设定的门限值进行对比，选择合适的频段，生成列表4，并将列表3与列表4进行对比，并将结果通过广播并告知，统计用户的业务等级，进行终端侧的DFS算法；执行DFS的终端同时获取目标频段上同运营商下其它基站的状态和负载情况，优先考虑基站处于“打开”状态的频段。此外，如果基站从“关闭”到“打开”状态的时间在终端允许等待的时间段内，终端仍可以选择该频段。采用本发明，能够有效提高用户体验，提高用户的QoS保障。

Description

一种与异构网on/off算法相结合的动态频谱选择方法
技术领域
本发明属于通信技术领域，涉及一种与异构网on/off算法相结合的动态频谱选择方法。
背景技术
随着通信业务量的急剧增加，3GPP授权频谱显得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，3GPP正讨论如何在授权频谱的帮助下使用未授权频谱，如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。3GPP提出了LAA(Licensed-Assisted Access)的概念，借助LTE授权频谱的帮助来使用未授权频谱。鉴于免授权频段上存在包括Wi-Fi、蓝牙等其它接入设备，一种用于避免雷达机制，动态频谱选择(DFS，Dynamic Frequency Selection)被提出。在某些国家或地区，DFS成为了强制性的机制。工作免授权频段上，合理的使用DFS算法可以有效的避开雷达干扰，实现共存问题。对用户来说，也意味着更好的用户体验。
现有的非授权频谱上使用的接入技术，如雷达，具有最高优先级。为了避免与雷达系统冲突，Wi-Fi系统设计了动态频谱选择规则，如(DFS，Dynamic Frequency Selection)。这个机制的基本原理是WIFI的AP或者终端发现有雷达即将或者已经占用频段情况时，通过执行DFS来避免雷达系统。
对于工作在免授权频段上的LTE蜂窝系统，针对DFS算法，除了用于避免雷达干扰外，还用于避免来自其它强干扰导致的频谱选择。目前3GPP RAN1_79会议已经确定了基站侧的DFS算法，同时，也有公司提出基于终端侧的DFS算法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种与异构网on/off算法相结合的动态频谱选择方法，该方法应用于授权辅助接入LAA技术中，包括：执行动态频谱选择的终端获取目标频段上基站的状态；所述终端具有动态频谱选择机制的功能，且目标频段上基站的状态存在如下两种状态：打开和关闭状态。所述终端优先考虑基站处于“打开”状态的所述目标频段；如果所述目标频段不存在处于“打开”状态的所述基站，所述终端会考虑满足门限条件的处于“关闭”状态的所述基站。
该方法具体包括以下步骤：
一种与异构网on/off算法相结合的动态频谱选择方法，该方法包括：
1)基站确认当前工作频段存在干扰之后，通过X2接口与同运营商下的其它基站信令交互，获取目标频段信息，生成列表1，并将列表1中满足频段占用信息的频段生成列表2；
2)基站对列表2中的频段进行RSSI能量检测，并将满足门限条件的频段生成列表3；
3)基站向终端发送频段检测指示和列表2信息，终端进行RSSI能量，并将RSSI能量测量结果反馈给服务基站小区；
4)基站依次将收到的RSSI值与预设的门限值进行对比，选择合适的频段，生成列表4；
5)将列表3与列表4进行对比，存在交集的频段，基站通过广播并告知用户跳频准备信息，若不存在交集，基站通过广播并告知结果，统计用户的业务等级，进行终端侧的DFS算法；
6)执行DFS的终端同时获取目标频段上同运营商下其它基站的状态和负载情况，优先考虑基站处于“打开”状态的频段；如果基站从“关闭”到“打开”状态的时间在终端允许等待的时间段内，终端仍可以选择该频段。
进一步，所述列表1包括备选频段的频点信息、带宽和所述频段的占用信息；服务基站通过与服务基站所在的运营商下其它的基站获取所述目标频段的频段占用时间和占用次数，并与所述服务基站对目标频段的检测时间和检测次数对比排列，将满足条件的备选频段生成所述列表2。
进一步，所述列表3的生成方法为：所述服务基站将列表2中目标频段进行基于RSSI测量的能量感知，将满足门限条件的所述频段进行排序，生成列表3；所述列表4的生成方法为：所述终端获取所述服务基站的测量指令后，将列表2中目标频段进行基于RSSI测量的能量感知，将满足门限条件的所述频段进行排序，生成列表4。
进一步，在本方法中，终端获取来自所述服务基站的信令方式包括：所述信令包括检测信息、门限值信息和其它指示信令；所述信令存放至MIB信息块中，通过PBCH信道广播给所述终端；如果所述信令占用的比特比较大，将所述信息存放至SIB中，通过PDSCH信道发送所述终端；此外，所述终端还能够通过与所述服务基站建立RRC连接获取。
进一步，在本方法中，服务基站获取来自所述终端测量的方式包括：终端将测量信息存放至BSR中，所述终端在获取上行授权之后，通过PUSCH信道发送至所述服务基站。
本发明的有益效果在于：在本发明中，基站让小区覆盖范围内支持动态频谱选择机制、业务等级高和多收发机的终端执行动态频谱选择，同时与异构网中微小区的on/off功能相结合，扩展终端选频的范围，可以较好的适应未来扁平化的网络架构，并有效的提高了用户的QoS保障。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明所述方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
以下是为了说明本实施例所用到的缩略词语：
LAA：Licensed Assisted Access(授权辅助接入技术)
DFS:Dynamic Frequency Selection(动态频谱选择)
RSSI:Received Signal Strength Indicator(接收信号强度指示)
QoS：Quality-of-Service(服务质量)
PUCCH：Physical Uplink Control Channel(物理上行控制信道)
PUSCH:Physical Uplink Shared Channel(物理上行共享信道)
RRC：Radio Resource Control(无线资源控制)
MIB：Master Information Block(主信息块)
SIB：System Information Block(系统信息块)
PBCH：Physical Broadcast Channel(物理广播信道)
PDSCH：Physical Downlink Shared Channel(物理下行共享信道)
UL grant：Uplink grant(上行授权)
BSR：Buffer Status Report(缓冲区状态报告)。
本发明实施例第一方面提供了一种与异构网on/off算法相结合的动态频谱选择方法，包括：执行动态频谱选择的终端获取目标频段上基站的状态；所述终端具有动态频谱选择机制的功能，且目标频段上基站的状态存在如下两种状态：打开和关闭状态。所述终端优先考虑基站处于“打开”状态的所述目标频段；如果所述目标频段不存在处于“打开”状态的所述基站，所述终端会考虑满足门限条件的处于“关闭”状态的所述基站。
本发明实施例另一方面提供了一种所述终端所在的所述服务基站的频段测量的控制方法，包括：所述服务基站在预设时长内与所述服务基站所在的同运营商下的其它基站通过X2接口信令交互，获取频段信息，生成列表1。所述列表1包括所述备选频段的频点信息、带宽和所述频段的占用信息。
所述服务基站判断所述列表1中频段的频段占用信息是否大于预设定频段占用信息的门限值，并将所述列表1中频段的频段占用信息满足预设定频段占用信息门限值的频段生成列表2。所述服务基站在预设时长内多次测量所述列表2中的RSSI；所述服务基站依次判断所述RSSI是否大于预设RSSI门限值，将所述列表2中频段的RSSI值低于预设定频段RSSI值的频段生成列表3。其中，所述服务基站向所述小区内的多个终端设备发送信令指示包括：所述信令指示包括检测信息、门限值信息和其它指示信令；所述信令指示存放至MIB信息块中，通过PBCH信道广播给所述终端设备；如果所述信令指示占用的信息位较大，可将所述信令指示存放至SIB中，通过PDSCH信道发送所述终端；此外，所述终端还可以通过与所述服务基站建立RRC连接获取所述信令指示。
结合第二方面中所述频段占用信息满足门限条件的所述列表2的一种具体实施方法包括：所述频段占用信息包括所述频段的占用时间和历史占用次数；针对所述频段的历史占用次数所述服务基站通过X2接口与所述服务基站所在的同运营商下的其它基站交互获取所述频段的历史占用次数为t0，所述历史占用次数可以是个累加值；针对所述频段的占用时间，假设在预设时间段允许所述服务基站获取所述频段的次数为n，获取间隔为m，则所述频段的占用时间为：(n-1)*m。如果所述预设定时间段内允许所述服务基站获取所述频段的最大次数为N，则n<＝N。
对于所述满足门限条件的频段，生成所述列表2。一种具体的实施方法包括：所述服务基站根据获取的所述述频段的占用时间和历史占用次数对比排列，设百分比x％，将满足所述百分比的频段生成所述列表2。结合第二方面中所述频段RSSI值满足门限条件的所述列表3的一种具体实施方法包括：所述服务基站测量所述列表2中的RSSI值，与小于预设定的RSSI门限对比，并将满足条件的所述频段所述列表3。
本发明实施例第三方面提供了一种所述终端辅助所述终端所在的所述服务基站的频段测量的控制方法，包括：终端获取所述信令指示后，对所述列表2中的所属频段进行RSSI检测，同时将所述测量结果反馈给所述服务基站小区；所述测量结果，可选的，存放至BSR中，所述终端获取UL grant之后，将所述测量结果反馈给所述服务基站；所述服务基站将其小区覆盖范围内终端反馈RSSI测量值依次与预设定的门限值对比，并将满足预设定门限条件的频段生成所述列表4。
结合第二方面和第三方面生成的了所述列表3和所述列表4，提供了一种具体的跳频方法，包括：服务基站将所述列表3和所述列表4对比，“取交集”；如果所述交集不为空。所述服务基站通过广播形式告知其小区覆盖范围内的所述终端，并告知其小区覆盖范围内所述终端跳频准备指令和即将跳至的频段信息；如果所述交集为空。所述服务基站依次获取并统计其小区覆盖范围下存在业务传输的终端是否支持动态频谱选择和所述终端的业务类型，并对业务要求高的所述终端，进行终端侧的动态频谱选择机制。
本发明实施例第四方面提供了一种满足所述条件的所述终端执行动态频谱选择的控制方法，包括：所述终端满足的所述条件包括：所述终端具有动态频谱选择功能；所述终端业务类型较高；所述终端最少支持2个发射机和2个接收机；所述服务基站将所述列表4中存在所述同运营商下其它基站，且所述基站下的负载小于预设定门限值的频段生成所述列表5，并将所述列表5信息告知满足所述条件的终端；所述列表5中频段下的基站具有on/off功能，且所述列表5中的频段还包括所述基站的负载情况，其中，处于“关闭”状态的基站的负载情况默认为0；满足所述条件的终端对所述列表5判断；如果所述列表5中的频段中存在处于“打开”状态的基站，满足所述条件的终端优先执行跳频准备，并与所述频段上的基站进行通信；如果所述列表5中的频段中只有存在处于“关闭”状态的基站，满足所述条件的终端根据所述基站的状态决定是否与所述频段上的基站进行通信。
结合第四方面中所述基站的状态，提供了一种具体的所述终端判断是否跳频的方法，包括：设定所述基站由“关闭”到“打开”的第二时间为T0，满足所述条件的终端允许等待的最大时间为T；如果T>＝T0，满足所述条件的终端执行跳频准备，并与所述频段上的基站进行通信；如果T<T0，满足所述条件的终端将重新从所述列表5中选择满足所述条件的频段。
图1为本发明所述方法的流程示意图，如图所示，该方法包括：
S101、基站与同运营商下其它基站信令交互获取备选频段信息，生成列表1。
其中，当基站确认当前工作频段确实存在干扰之后，在预设时间段内，基站与同运营商下的其它基站通过X2接口进行心灵交互，获取频段信息，并生成列表1；该列表包括备选频段的频点信息、带宽和频段占用信息。
S102、基站从列表1中选择满足频段使用情况的频段，生成列表2。
基站将备选频段的频段占用信息与预设定的门限值进行对比，并将满足门限条件的频段缩减成列表2。
具体的，选择跳频的基站通过X2接口与其它通运营商下的基站所获得的频段信息包括不亚于用于选择目标频段被同运营商下的其它基站使用的时间和次数，假设目标频段被占用的历史时间为t0，它是一种累加值。
针对目标频段的占用时间，具体的实施算法如下：如果检测该频段时，该频段正被其它接入设备使用。假设在预设时间段内允许服务基站获取目标频段信息的次数为n，获取时间间隔为m，该频段被占用的历史时间为：(n-1)*m。如果预设时间段内允许基站获取目标频段信息的最大次数为N，则n<＝N。
对于“满足门限条件的频段缩减成列表2”，可选的，该基站根据检测时间与检测次数对列表1中的频段降序排列，将最后x％的备选频段生成列表2，x％可以为40％。
S103、基站对列表2中的频段进行RSSI检测，将满足条件的频段生成列表3。
其中，基站将列表2中的频段进行RSSI能量检测，对于低于预设门限条件的频段，生成列表3。
S104、基站向覆盖范围内用户发送检测信息和列表2信息。
列表2中包括目标频段的频点信息、带宽和频段占用信息。
服务基站发送检测信息和“通知信息”的方式不亚于以下三种方式：将检测信息和“通知信息”存放到MIB信息块中，通过PBCH信道广播给用户；如果检测信息和“通知信息”占用的比特比较大，可以将该信息放至SIB中，通过PDSCH信道发给用户。此外，用户还可以通过与基站建立RRC连接获取。
S105、收到检测信息的终端对列表2中的频段进行RSSI检测，并反馈给服务基站。
用户反馈测量结果给服务基站，可以将该信息存放至BSR中，在获取UL grant之后，反馈给服务基站。
S106、基站将终端反馈的测量结果与预设定的RSSI门限值进行对比。
S107、是否存在满足条件的频段。
如果是，继续到S108；如果否，转向S104。
S108、基站生成列表4。
S109、基站将列表3与列表4中的频段进行对比。
具体的，如果存在满足条件的频段，即列表3中的频段和列表4中的频段交集不为空。基站通过广播形式告知其覆盖范围内的终端用户，并告知终端用户跳频准备和即将跳至的频段信息。
如果不存在满足条件的频段，即列表3中的频段和列表4中的频段交集为空。基站依次获取正在业务传输的终端用户的业务类型，并对业务要求高的终端用户，单独进行终端侧的DFS算法。
S110、是否存在交集。如果是，转向S113；如果否，转向S111。
S111、基站统计覆盖范围内用户的业务等级。
S112、用户业务等级是否很高。
如果是，转向S114；如果否，则转向S113。
S113、基站广播统计结果和所跳至频段信息，并一起跳频准备。
所跳至目标频段的频段信息包括频点信息、带宽和频段占用信息。
S114、基站从列表2中的选出存在同运营商下其它基站的备选频段，并将它们的负载情况进行排序，生成列表5。
其中，基站通过广播形式告知该用户存在同运营商下其它基站的频段，以及工作在这些频段上基站的负载情况，并根据频段上是否存在同运营商下的其它基站以及该基站的负载是否满足门限条件，将列表4缩减生成列表5。该列表还包括目标频段下基站的负载情况，处于“关闭”状态的基站的负载情况设为0。
终端对列表5中的频段进行频段选择。对于满足基站负载条件的频段，会存在如下两种情况：
目标频段存在正在工作的基站，或者目标频段存在的基站处于“打开”状态；目标频段存在基站，但是该基站处于“关闭”状态。
S115、终端对列表5的频段进行选择。
其中，终端进行DFS算法时，除了满足类似于基站侧DFS算法所要满足两个条件(频段最小占用情况和干扰最小)之外，还要满足：
目标频段上存在同运营商下的其它基站。该基站不亚于宏基站，也包括异构网中隶属于该运营商下的其它小基站。如果目标频段存在多个可连接的基站，优先考虑负载最小且接收功率最大的；目标频段上同运营商下其它基站负载低于预设定的门限值。
终端会优先选择基站处于“打开”状态的频段，即该用户准备跳频并与该频段上该基站进行通信。
S116、列表5中频段基站的状态。如果目标频段下的基站处于“打开”状态，转向S118；否则，转向S117。
S117、该基站由“关闭”到“打开”时间是否小于终端允许等待时间。
具体的，如果列表5中的频段只有存在处于“关闭”状态的基站。我们假设该基站由“关闭”到“打开”的时间为T0，该用户允许等待的最大时间为T。如果T>＝T0，则该用户等待不大于T的时间段，该用户准备跳频并与该频段上该基站进行通信。
S118、用户准备跳频并与该频段的基站进行通信。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种与异构网on/off算法相结合的动态频谱选择方法，其特征在于：在该方法中：
1)基站确认当前工作频段存在干扰之后，通过X2接口与同运营商下的其它基站信令交互，获取目标频段信息，生成列表1，并将列表1中满足占用信息的频段生成列表2；
2)基站对列表2中的频段进行RSSI能量检测，并将满足门限条件的频段生成列表3；
3)基站向终端发送频段检测指示和列表2信息，终端进行RSSI能量测量，并将RSSI能量测量结果反馈给服务基站小区；
4)基站依次将收到的RSSI值与预设的门限值进行对比，选择合适的频段，生成列表4；
5)将列表3与列表4进行对比，存在交集的频段，基站通过广播并告知用户跳频准备信息，若不存在交集，基站通过广播并告知结果，统计用户的业务等级，进行终端侧的DFS算法；
6)执行DFS的终端同时获取目标频段上同运营商下其它基站的状态和负载情况，优先考虑基站处于“打开”状态的频段；如果基站从“关闭”到“打开”状态的时间在终端允许等待的时间段内，终端仍可以选择该频段。
2.根据权利要求1所述的一种与异构网on/off算法相结合的动态频谱选择方法，其特征在于：所述列表1包括备选频段的频点信息、带宽和所述频段的占用信息；服务基站通过与服务基站所在的运营商下其它的基站获取所述目标频段的频段占用时间和占用次数，并与所述服务基站对目标频段的检测时间和检测次数对比排列，将满足条件的备选频段生成所述列表2。
3.根据权利要求1所述的一种与异构网on/off算法相结合的动态频谱选择方法，其特征在于：所述列表3的生成方法为：所述服务基站将列表2中目标频段进行基于RSSI测量的能量感知，将满足门限条件的所述频段进行排序，生成列表3；所述列表4的生成方法为：所述终端获取所述服务基站的测量指令后，将列表2中目标频段进行基于RSSI测量的能量感知，将满足门限条件的所述频段进行排序，生成列表4。
4.根据权利要求1所述的一种与异构网on/off算法相结合的动态频谱选择方法，其特征在于：在本方法中，终端获取来自所述服务基站的信令方式包括：所述信令包括检测信息、门限值信息和其它指示信令；所述信令存放至MIB信息块中，通过PBCH信道广播给所述终端；如果所述信令占用的比特比较大，将所述信息存放至SIB中，通过PDSCH信道发送所述终端；此外，所述终端还能够通过与所述服务基站建立RRC连接获取。
5.根据权利要求1所述的一种与异构网on/off算法相结合的动态频谱选择方法，其特征在于：在本方法中，服务基站获取来自所述终端测量的方式包括：终端将测量信息存放至BSR中，所述终端在获取上行授权之后，通过PUSCH信道发送至所述服务基站。
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