CN106255206A - 使用非授权频谱进行通信的方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种使用非授权频谱进行通信的方法、装置及系统，属于移动通信领域。用于服务基站的使用非授权频谱进行通信的方法包括：在服务基站通过非授权频谱的上行信道与用户终端进行数据交互之前，服务基站对上行信道进行监听；在上行信道为闲时，服务基站利用预设子帧向周围的LAA设备发送控制帧，以便除用户终端外的其他LAA设备根据控制帧确定是否占用所述上行信道，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；在第一预留时长内，所述服务基站接收所述用户终端通过所述上行信道发送的数据。本发明的技术方案能够保证在预留时长内接收端周围不存在其他LAA设备带来的干扰，降低其他LAA设备对上行数据接收的影响。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，特别是指一种使用非授权频谱进行通信的方法、装置及系统。
背景技术
随着LTE(Long Term Evolution，长期演进)的发展，人们对无线宽带数据的需求越来越明显。而稀缺的频谱资源无疑是制约LTE的一大因素。为了满足人们日益增长的需求，扩大系统带宽是行之有效的方法。因此，授权辅助接入(LAA，Licensed-Assisted Access)方案应运而生。
LAA的理念在于，基于LTE网络平台，将未授权的频段聚合到LTE中使用，在LAA机制中，移动通信的传输可以在非授权频谱上承载，如5GHz的频段。LAA方案主要应用在小站场景，即将LTE相关频谱作为主载波，未授权频谱作为辅载波，主、辅载波以载波聚合的方式共同为用户提供服务，可用带宽的增加使得用户数据速率要求得到了保证。
LAA系统需要保证未授权载波上的数据传输满足未授权频段的规章要求，比如在发送数据前必须采用LBT(listen before talk)技术来保证信道空闲。LBT技术的主要思路就是，要传输数据的基站首先对信道上有无载波进行监听，以确定是否有别的基站利用该信道传输数据。假如信道空闲，该基站便可传输数据；否则，该基站将避让一段时间后再做尝试。
在LAA系统中，异运营商之间共享同一段未授权频谱，由于异运营商之间对于如何使用共享的未授权频谱并无协商，因此LAA系统内隐藏节点很多、在LAA上行传输过程中，如图1所示，隐藏节点不仅包括未被调度的UE(UserEquipment，用户设备)，还包括异运营商的LAA eNB(Evolved Node B，演进基站)和UE，甚至还包括其他使用这段未授权频谱的802.11设备，因此上行干扰比较复杂，势必会造成数据的不可靠接收。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种使用非授权频谱进行通信的方法、装置及系统，能够保证在预留时长内接收端周围不存在其他LAA设备带来的干扰，降低其他LAA设备对上行数据接收的影响，保证上行数据的可靠接收。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种使用非授权频谱进行通信的方法，用于服务基站，所述方法包括：
在服务基站通过非授权频谱的上行信道与用户终端进行数据交互之前，所述服务基站对所述上行信道进行监听；
在所述上行信道为闲时，所述服务基站利用预设子帧向周围的LAA设备发送控制帧，以便除所述用户终端外的其他LAA设备根据所述控制帧确定是否占用所述上行信道，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
在所述第一预留时长内，所述服务基站接收所述用户终端通过所述上行信道发送的数据。
进一步地，所述预设子帧为位于LTE上下行转换点处的子帧，所述子帧包括DwPTS、GP和UpPTS三部分，所述服务基站向周围的LAA设备发送控制帧包括：
所述服务基站在所述DwPTS部分向周围的LAA设备发送控制帧。
进一步地，在所述服务基站还包括有WiFi模块时，所述方法还包括：
在所述服务基站利用预设子帧向周围的LAA设备发送控制帧预设时间段后，所述服务基站利用预设子帧向周围的WiFi设备发送CTS(允许发送)帧，所述CTS帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长。
进一步地，所述预设时间段的长度为16μs或10μs。
本发明实施例还提供了一种使用非授权频谱进行通信的方法，用于用户终端，所述方法包括：
在用户终端通过非授权频谱的上行信道与服务基站进行数据交互之前，所述用户终端接收所述服务基站利用预设子帧向周围LAA设备发送的控制帧，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
所述用户终端对所述上行信道进行监听；
在所述上行信道为闲时，所述用户终端在所述第一预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
进一步地，所述预设子帧为位于LTE上下行转换点处的子帧，所述子帧包括DwPTS、GP和UpPTS三部分，所述用户终端对所述上行信道进行监听包括：
所述用户终端在所述GP部分对所述上行信道进行监听；或
所述用户终端在所述UpPTS部分对所述上行信道进行监听；或
所述用户终端在所述GP和UpPTS部分对所述上行信道进行监听。
进一步地，所述用户终端在所述GP部分对所述上行信道进行监听，确定所述上行信道为闲后，所述方法还包括：
所述用户终端在所述UpPTS部分向所述服务基站发送响应帧，所述响应帧至少包括所述上行信道的第二预留时长和/或所述服务基站的物理地址，所述第二预留时长为所述用户终端发送响应帧到向所述服务基站发送完所有数据所需要的时长；
所述用户终端向所述服务基站发送数据包括：
所述用户终端在发送所述响应帧后，在所述第二预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
本发明实施例还提供了一种使用非授权频谱进行通信的装置，用于服务基站，所述装置包括：
监听模块，用于在服务基站通过非授权频谱的上行信道与用户终端进行数据交互之前，对所述上行信道进行监听；
发送模块，用于在所述上行信道为闲时，利用预设子帧向周围的LAA设备发送控制帧，以便除所述用户终端外的其他LAA设备根据所述控制帧确定是否占用所述上行信道，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
接收模块，用于在所述第一预留时长内，接收所述用户终端通过所述上行信道发送的数据。
进一步地，所述预设子帧为位于LTE上下行转换点处的子帧，所述子帧包括DwPTS、GP和UpPTS三部分，
所述发送模块具体用于在所述DwPTS部分向周围的LAA设备发送控制帧。
进一步地，在所述服务基站还包括有WiFi模块时，
所述发送模块还用于在利用预设子帧向周围的LAA设备发送控制帧预设时间段后，利用预设子帧向周围的WiFi设备发送CTS帧，所述CTS帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长。
本发明实施例还提供了一种使用非授权频谱进行通信的装置，用于用户终端，所述装置包括：
接收模块，用于在用户终端通过非授权频谱的上行信道与服务基站进行数据交互之前，接收所述服务基站利用预设子帧向周围LAA设备发送的控制帧，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
监听模块，用于对所述上行信道进行监听；
发送模块，用于在所述上行信道为闲时，在所述第一预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
进一步地，所述预设子帧为位于LTE上下行转换点处的子帧，所述子帧包括DwPTS、GP和UpPTS三部分，
所述监听模块具体用于在所述GP部分对所述上行信道进行监听；或
在所述UpPTS部分对所述上行信道进行监听；或
在所述GP和UpPTS部分对所述上行信道进行监听。
进一步地，所述监听模块在所述GP部分对所述上行信道进行监听，确定所述上行信道为闲后；
所述发送模块还用于在所述UpPTS部分向所述服务基站发送响应帧，所述响应帧至少包括所述上行信道的第二预留时长和/或所述服务基站的物理地址，所述第二预留时长为所述用户终端发送响应帧到向所述服务基站发送完所有数据所需要的时长，并在发送所述响应帧后，在所述第二预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
本发明实施例还提供了一种使用非授权频谱进行通信的系统，包括：
服务基站，用于在通过非授权频谱的上行信道与用户终端进行数据交互之前，对所述上行信道进行监听，在所述上行信道为闲时，向周围的LAA设备发送控制帧，以便除所述用户终端外的其他LAA设备根据所述控制帧确定是否占用所述上行信道，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
所述用户终端，用于接收所述服务基站发送的所述控制帧，对所述上行信道进行监听，在所述上行信道为闲时，在所述第一预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，在服务基站通过非授权频谱的上行信道与用户终端进行数据交互之前，服务基站对上行信道进行监听，在上行信道为闲时，向周围的接入LAA设备发送控制帧，该控制帧至少包括服务基站的物理地址以及上行信道的预留时长，以便通知除用户终端外的其他LAA设备在预留时长内不要占用该上行信道，从而避免不同运营商之间的干扰，保证在预留时长内服务基站周围不存在其他LAA设备带来的干扰，实现用户终端到服务基站的上行数据的可靠接收。
附图说明
图1为现有技术LAA系统上行传输过程中隐藏节点的示意图；
图2为本发明实施例用于服务基站的使用非授权频谱进行通信的方法的流程示意图；
图3为本发明实施例用于用户终端的使用非授权频谱进行通信的方法的流程示意图；
图4为本发明具体实施例一使用非授权频谱进行通信的示意图；
图5和图6为本发明具体实施例二使用非授权频谱进行通信的示意图；
图7和图8为本发明具体实施例三使用非授权频谱进行通信的示意图。
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例针对现有技术LAA系统中隐藏节点较多，造成上行数据的不可靠接收的问题，提供一种使用非授权频谱进行通信的方法、装置及系统，能够保证在预留时长内接收端周围不存在其他LAA设备带来的干扰，降低其他LAA设备对上行数据接收的影响，保证上行数据的可靠接收。
本发明提供了一种使用非授权频谱进行通信的方法，用于服务基站，如图2所示，所述方法包括：
步骤101：在服务基站通过非授权频谱的上行信道与用户终端进行数据交互之前，所述服务基站对所述上行信道进行监听；
步骤102：在所述上行信道为闲时，所述服务基站利用预设子帧向周围的LAA设备发送控制帧，以便除所述用户终端外的其他LAA设备根据所述控制帧确定是否占用所述上行信道，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
步骤103：在所述第一预留时长内，所述服务基站接收所述用户终端通过所述上行信道发送的数据。
本发明的技术方案中，在服务基站通过非授权频谱的上行信道与用户终端进行数据交互之前，服务基站对上行信道进行监听，在上行信道为闲时，向周围的接入LAA设备发送控制帧，该控制帧至少包括服务基站的物理地址以及上行信道的预留时长，以便通知除用户终端外的其他LAA设备在预留时长内不要占用该上行信道，从而避免不同运营商之间的干扰，保证在预留时长内服务基站周围不存在其他LAA设备带来的干扰，实现用户终端到服务基站的上行数据的可靠接收。
进一步地，所述预设子帧为位于LTE上下行转换点处的子帧，所述子帧包括DwPTS、GP和UpPTS三部分，所述服务基站向周围的LAA设备发送控制帧包括：
所述服务基站在所述DwPTS部分向周围的LAA设备发送控制帧，利用该特殊子帧来发送控制帧，可以尽量少占用通信资源。
进一步地，在所述服务基站还包括有WiFi模块时，所述方法还包括：
在所述服务基站利用预设子帧向周围的LAA设备发送控制帧预设时间段后，所述服务基站利用预设子帧向周围的WiFi设备发送CTS帧，所述CTS帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长。这样可以进一步保证在预留时长内接收端周围不存在WiFi设备带来的干扰，降低WiFi设备对上行数据接收的影响，保证上行数据的可靠接收。
进一步地，在802.11a系统中，所述预设时间段的长度可以为16μs；在802.11b系统中，所述预设时间段的长度可以为10μs。
本发明还提供了一种使用非授权频谱进行通信的方法，用于用户终端，如图3所示，所述方法包括：
步骤201：在用户终端通过非授权频谱的上行信道与服务基站进行数据交互之前，所述用户终端接收所述服务基站利用预设子帧向周围LAA设备发送的控制帧，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
步骤202：所述用户终端对所述上行信道进行监听；
步骤203：在所述上行信道为闲时，所述用户终端在所述第一预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
由于服务基站已经预先向周围的接入LAA设备发送控制帧，该控制帧至少包括服务基站的物理地址以及上行信道的预留时长，因此，除用户终端外的其他LAA设备在预留时长内不会占用该上行信道，从而避免不同运营商之间的干扰，保证在预留时长内服务基站周围不存在其他LAA设备带来的干扰，实现用户终端到服务基站的上行数据的可靠接收。
进一步地，所述预设子帧为位于LTE上下行转换点处的子帧，所述子帧包括DwPTS、GP和UpPTS三部分，所述用户终端对所述上行信道进行监听包括：
所述用户终端在所述GP部分对所述上行信道进行监听；或
所述用户终端在所述UpPTS部分对所述上行信道进行监听；或
所述用户终端在所述GP和UpPTS部分对所述上行信道进行监听，用户终端利用该特殊子帧来进行监听，可以尽量少占用通信资源。
进一步地，所述用户终端在所述GP部分对所述上行信道进行监听，确定所述上行信道为闲后，所述方法还包括：
所述用户终端在所述UpPTS部分向所述服务基站发送响应帧，所述响应帧至少包括所述上行信道的第二预留时长和/或所述服务基站的物理地址，所述第二预留时长为所述用户终端发送响应帧到向所述服务基站发送完所有数据所需要的时长；
所述用户终端向所述服务基站发送数据包括：
所述用户终端在发送所述响应帧后，在所述第二预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
用户终端向服务基站发送响应帧，一是作为对服务基站发送的控制帧的响应，告知服务基站其已经准备好在上行信道上发送上行数据；二是避免用户终端周围的隐藏节点问题，进一步减少在此次上行数据传输过程中的干扰。其中，第二预留时长不大于第一预留时长。
本发明还提供了一种使用非授权频谱进行通信的装置，用于服务基站，所述装置包括：
监听模块，用于在服务基站通过非授权频谱的上行信道与用户终端进行数据交互之前，对所述上行信道进行监听；
发送模块，用于在所述上行信道为闲时，利用预设子帧向周围的LAA设备发送控制帧，以便除所述用户终端外的其他LAA设备根据所述控制帧确定是否占用所述上行信道，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
接收模块，用于在所述第一预留时长内，接收所述用户终端通过所述上行信道发送的数据。
本发明的技术方案中，在服务基站通过非授权频谱的上行信道与用户终端进行数据交互之前，服务基站对上行信道进行监听，在上行信道为闲时，向周围的接入LAA设备发送控制帧，该控制帧至少包括服务基站的物理地址以及上行信道的预留时长，以便通知除用户终端外的其他LAA设备在预留时长内不要占用该上行信道，从而避免不同运营商之间的干扰，保证在预留时长内服务基站周围不存在其他LAA设备带来的干扰，实现用户终端到服务基站的上行数据的可靠接收。
进一步地，所述预设子帧为位于LTE上下行转换点处的子帧，所述子帧包括DwPTS、GP和UpPTS三部分，
所述发送模块具体用于在所述DwPTS部分向周围的LAA设备发送控制帧。服务基站利用该特殊子帧来发送控制帧，可以尽量少占用通信资源。
进一步地，在所述服务基站还包括有WiFi模块时，
所述发送模块还用于在利用预设子帧向周围的LAA设备发送控制帧预设时间段后，利用预设子帧向周围的WiFi设备发送允许发送CTS帧，所述CTS帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长。这样可以进一步保证在预留时长内接收端周围不存在WiFi设备带来的干扰，降低WiFi设备对上行数据接收的影响，保证上行数据的可靠接收。
进一步地，在802.11a系统中，所述预设时间段的长度可以为16μs；在802.11b系统中，所述预设时间段的长度可以为10μs。
本发明还提供了一种使用非授权频谱进行通信的装置，用于用户终端，所述装置包括：
接收模块，用于在用户终端通过非授权频谱的上行信道与服务基站进行数据交互之前，接收所述服务基站利用预设子帧向周围LAA设备发送的控制帧，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
监听模块，用于对所述上行信道进行监听；
发送模块，用于在所述上行信道为闲时，在所述第一预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
由于服务基站已经预先向周围的接入LAA设备发送控制帧，该控制帧至少包括服务基站的物理地址以及上行信道的预留时长，因此，除用户终端外的其他LAA设备在预留时长内不会占用该上行信道，从而避免不同运营商之间的干扰，保证在预留时长内服务基站周围不存在其他LAA设备带来的干扰，实现用户终端到服务基站的上行数据的可靠接收。
进一步地，所述预设子帧为位于LTE上下行转换点处的子帧，所述子帧包括DwPTS、GP和UpPTS三部分，
所述监听模块具体用于在所述GP部分对所述上行信道进行监听；或
在所述UpPTS部分对所述上行信道进行监听；或
在所述GP和UpPTS部分对所述上行信道进行监听。用户终端利用该特殊子帧来进行监听，可以尽量少占用通信资源。
进一步地，所述监听模块在所述GP部分对所述上行信道进行监听，确定所述上行信道为闲后；所述发送模块还用于在所述UpPTS部分向所述服务基站发送响应帧，所述响应帧至少包括所述上行信道的第二预留时长和/或所述服务基站的物理地址，所述第二预留时长为所述用户终端发送响应帧到向所述服务基站发送完所有数据所需要的时长，并在发送所述响应帧后，在所述第二预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
用户终端向服务基站发送响应帧，一是作为对服务基站发送的控制帧的响应，告知服务基站其已经准备好在上行信道上发送上行数据；二是避免用户终端周围的隐藏节点问题，进一步减少在此次上行数据传输过程中的干扰。其中，第二预留时长不大于第一预留时长。
本发明还提供了一种使用非授权频谱进行通信的系统，包括：
服务基站，用于在通过非授权频谱的上行信道与用户终端进行数据交互之前，对所述上行信道进行监听，在所述上行信道为闲时，向周围的LAA设备发送控制帧，以便除所述用户终端外的其他LAA设备根据所述控制帧确定是否占用所述上行信道，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
所述用户终端，用于接收所述服务基站发送的所述控制帧，对所述上行信道进行监听，在所述上行信道为闲时，在所述第一预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
本发明的技术方案中，在服务基站通过非授权频谱的上行信道与用户终端进行数据交互之前，服务基站对上行信道进行监听，在上行信道为闲时，向周围的接入LAA设备发送控制帧，该控制帧至少包括服务基站的物理地址以及上行信道的预留时长，以便通知除用户终端外的其他LAA设备在预留时长内不要占用该上行信道，从而避免不同运营商之间的干扰，保证在预留时长内服务基站周围不存在其他LAA设备带来的干扰，实现用户终端到服务基站的上行数据的可靠接收。
下面结合附图以及具体的实施例对本发明的使用非授权频谱进行通信的方法进行进一步地介绍：
实施例一
为了尽量少地占用不必要的资源，本实施例利用LTE中的特殊子帧来发送控制帧，以避免占用不必要的通信资源。LTE的特殊子帧位于上下行转换点，包括三个部分：DwPTS、GP和UpPTS。DwPTS是最后一段下行资源，UpPTS为最早一段上行资源，服务基站(LAA eNB)在DwPTS部分发送控制帧可以尽可能少地占用不必要资源。
如图4所示，LAA eNB首先在DwPTS部分对上行信道进行监听，在上行信道闲时，LAA eNB在DwPTS部分向周围包括用户终端(UE)在内的LAA设备发送控制帧，该控制帧至少包括LAA eNB的物理地址以及上行信道的预留时长，LAA设备在接收到控制帧后，根据LAA eNB的物理地址可以确定LAA eNB将要占用的上行信道，或者，在控制帧中还可以直接包括有LAA eNB将要占用的上行信道。其中，上行信道的预留时长由LAA eNB综合考虑了所有被调度的UE确定。
发送端即被调度的UE在接收到控制帧后，在GP部分和UpPTS部分监听上行信道，如果上行信道闲，则UE认为自己可以在该上行信道上向接收端(即LAA eNB)发送数据，在预留时长对应的时间段内，UE将通过该上行信道向LAA eNB发送上行数据；如果监听到上行信道忙，则UE暂时不向LAA eNB发送上行数据，UE继续监听上行信道，并在监听到上行信道闲后，向LAA eNB发送上行数据。
其他LAA设备(包括其他LAA eNB和未被调度的UE)接收到控制帧后，在控制帧中预留时长对应的时间段内不能在该上行信道上发送任何数据，这样就保证了在预留时长内接收端周围不存在其他LAA设备带来的干扰，降低其他LAA设备对上行数据接收的影响，保证上行数据的可靠接收。
实施例二
为了尽量少地占用不必要的资源，本实施例利用LTE中的特殊子帧来发送控制帧，以避免占用不必要的通信资源。LTE的特殊子帧位于上下行转换点，包括三个部分：DwPTS、GP和UpPTS。DwPTS是最后一段下行资源，UpPTS为最早一段上行资源，服务基站(LAA eNB)在DwPTS部分发送控制帧可以尽可能少地占用不必要资源。
如图5所示，LAA eNB首先在DwPTS部分对上行信道进行监听，在上行信道闲时，LAA eNB在DwPTS部分向周围包括用户终端(UE)在内的LAA设备发送控制帧，该控制帧至少包括LAA eNB的物理地址以及上行信道的预留时长，LAA设备在接收到控制帧后，根据LAA eNB的物理地址可以确定LAA eNB将要占用的上行信道，或者，在控制帧中还可以直接包括有LAA eNB将要占用的上行信道。其中，上行信道的预留时长由LAA eNB综合考虑了所有被调度的UE确定。
发送端即被调度的UE在接收到控制帧后，在GP部分监听上行信道，如果上行信道闲，则UE认为自己可以在该上行信道上向接收端(即LAA eNB)发送数据，UE在UpPTS部分向LAA eNB反馈响应帧，虽然协议中规定UpPTS部分只用于发送SRS(探测参考信号)和PRACH(物理随机接入信道)，但并不禁止服务基站在预留给PRACH的RB(资源块)上调度其它上行数据。UE向LAA eNB发送响应帧，一是作为对LAA eNB发送的控制帧的响应，告知LAA eNB其已经准备好在上行信道上发送上行数据；二是避免UE周围的隐藏节点问题，进一步减少在此次上行数据传输过程中的干扰。在UpPTS部分发送响应帧可以尽可能早地抢占到上行资源，保证上行数据的及时发送。之后在预留时长对应的时间段内，UE将通过该上行信道向LAA eNB发送上行数据。
如图6所示，UE在接收到控制帧后，在GP部分监听上行信道时，如果监听到上行信道忙，则UE暂时不向LAA eNB发送响应帧，UE退避一段时间后继续监听上行信道，并在监听到上行信道闲后，向LAA eNB发送响应帧，随后在预留时长对应的时间段内，UE将通过该上行信道向LAA eNB发送上行数据。
其他LAA设备(包括其他LAA eNB和未被调度的UE)接收到控制帧后，在控制帧中预留时长对应的时间段内不能在该上行信道上发送任何数据，这样就保证了在预留时长内接收端周围不存在其他LAA设备带来的干扰，降低其他LAA设备对上行数据接收的影响，保证上行数据的可靠接收。
实施例三
在802.11g标准中，提出一种CTS-to-self保护机制。在混合网络中，当一个802.11g基站准备占用信道时，它首先更新其它基站的网络分配矢量(NAV)值。它发送一个CTS帧，使接收地址等于它自己的物理地址。CTS帧包含的持续时间段信息说明了信道即将被占用的时间，其它可以侦听到该CTS帧的基站就依此更新自己的NAV值，从而避免冲突。
如果LAA eNB带有WiFi模块，其可以在发送控制帧后再发送CTS帧告知周围的802.11基站在预留时长内不要在该上行信道上发送数据，避免802.11基站对此次上行数据传输带来的干扰。CTS帧是802.11系统中常用的帧,其中可以包括发送CTS帧的LAA eNB的物理地址以及该上行信道的预留时长。本实施例中的CTS帧与802.11系统中的CTS帧不同之处在于，802.11系统中CTS帧通常由发送端发出，目的在于避免基站间冲突问题；而此处的CTS由接收端LAA eNB发送，目的在于避免相邻基站对其造成干扰。
为了尽量少地占用不必要的资源，本实施例利用LTE中的特殊子帧来发送控制帧，以避免占用不必要的通信资源。LTE的特殊子帧位于上下行转换点，包括三个部分：DwPTS、GP和UpPTS。DwPTS是最后一段下行资源，UpPTS为最早一段上行资源，服务基站(LAA eNB)在DwPTS部分发送控制帧可以尽可能少地占用不必要资源。
如图7所示，LAA eNB首先在DwPTS部分对上行信道进行监听，在上行信道闲时，LAA eNB在DwPTS部分向周围包括用户终端(UE)在内的LAA设备发送控制帧，该控制帧至少包括LAA eNB的物理地址以及上行信道的预留时长，LAA设备在接收到控制帧后，根据LAA eNB的物理地址可以确定LAA eNB将要占用的上行信道，或者，在控制帧中还可以直接包括有LAA eNB将要占用的上行信道。其中，上行信道的预留时长由LAA eNB综合考虑了所有被调度的UE确定。
之后LAA eNB向周围的802.11基站发送CTS帧，控制帧与CTS帧之间的时间间隔为事先约定值。为保证CTS帧以较高优先级传输，可以采用与802.11匹配的SIFS(Short inter-frame space，最短帧间隔)作为控制帧与CTS帧之间的帧间间隔。如图8所示，UE1、UE2和UE3位于802.11a系统中，则SIFS1＝SIFS2＝SIFS3＝16μs。
如图7所示，发送端即被调度的UE在接收到控制帧后，在GP部分和UpPTS部分监听上行信道，如果上行信道闲，则UE认为自己可以在该上行信道上向接收端(即LAA eNB)发送数据，在预留时长对应的时间段内，UE将向LAA eNB发送上行数据；如果监听到上行信道忙，则UE暂时不向LAA eNB发送上行数据，UE继续监听上行信道，并在监听到上行信道闲后，向LAA eNB发送上行数据。
其他LAA设备(包括其他LAA eNB和未被调度的UE)接收到控制帧后，在控制帧中预留时长对应的时间段内不能在该上行信道上发送任何数据，并且其他的WiFi设备在接收到CTS帧后，在CTS帧中预留时长对应的时间段内不能在该上行信道上发送任何数据，这样就保证了在预留时长内接收端周围不存在其他LAA设备以及WiFi设备带来的干扰，降低其他LAA设备以及WiFi设备对上行数据接收的影响，保证上行数据的可靠接收。
此说明书中所描述的许多功能部件都被称为模块，以便更加特别地强调其实现方式的独立性。
本发明实施例中，模块可以用软件实现，以便由各种类型的处理器执行。举例来说，一个标识的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或者逻辑块，举例来说，其可以被构建为对象、过程或函数。尽管如此，所标识模块的可执行代码无需物理地位于一起，而是可以包括存储在不同物理上的不同的指令，当这些指令逻辑上结合在一起时，其构成模块并且实现该模块的规定目的。
实际上，可执行代码模块可以是单条指令或者是许多条指令，并且甚至可以分布在多个不同的代码段上，分布在不同程序当中，以及跨越多个存储器设备分布。同样地，操作数据可以在模块内被识别，并且可以依照任何适当的形式实现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。所述操作数据可以作为单个数据集被收集，或者可以分布在不同位置上(包括在不同存储设备上)，并且至少部分地可以仅作为电子信号存在于系统或网络上。
在模块可以利用软件实现时，考虑到现有硬件工艺的水平，所以可以以软件实现的模块，在不考虑成本的情况下，本领域技术人员都可以搭建对应的硬件电路来实现对应的功能，所述硬件电路包括常规的超大规模集成(VLSI)电路或者门阵列以及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者是其它分立的元件。模块还可以用可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等实现。
在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种使用非授权频谱进行通信的方法，用于服务基站，其特征在于，所述方法包括：
在服务基站通过非授权频谱的上行信道与用户终端进行数据交互之前，所述服务基站对所述上行信道进行监听；
在所述上行信道为闲时，所述服务基站利用预设子帧向周围的授权辅助接入LAA设备发送控制帧，以便除所述用户终端外的其他LAA设备根据所述控制帧确定是否占用所述上行信道，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
在所述第一预留时长内，所述服务基站接收所述用户终端通过所述上行信道发送的数据。
2.根据权利要求1所述的使用非授权频谱进行通信的方法，其特征在于，所述预设子帧为位于长期演进LTE上下行转换点处的子帧，所述子帧包括DwPTS、GP和UpPTS三部分，所述服务基站向周围的LAA设备发送控制帧包括：
所述服务基站在所述DwPTS部分向周围的LAA设备发送控制帧。
3.根据权利要求1所述的使用非授权频谱进行通信的方法，其特征在于，在所述服务基站还包括有WiFi模块时，所述方法还包括：
在所述服务基站利用预设子帧向周围的LAA设备发送控制帧预设时间段后，所述服务基站利用预设子帧向周围的WiFi设备发送允许发送CTS帧，所述CTS帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长。
4.根据权利要求3所述的使用非授权频谱进行通信的方法，其特征在于，所述预设时间段的长度为16μs或10μs。
5.一种使用非授权频谱进行通信的方法，用于用户终端，其特征在于，所述方法包括：
在用户终端通过非授权频谱的上行信道与服务基站进行数据交互之前，所述用户终端接收所述服务基站利用预设子帧向周围授权辅助接入LAA设备发送的控制帧，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
所述用户终端对所述上行信道进行监听；
在所述上行信道为闲时，所述用户终端在所述第一预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
6.根据权利要求5所述的使用非授权频谱进行通信的方法，其特征在于，所述预设子帧为位于长期演进LTE上下行转换点处的子帧，所述子帧包括DwPTS、GP和UpPTS三部分，所述用户终端对所述上行信道进行监听包括：
所述用户终端在所述GP部分对所述上行信道进行监听；或
所述用户终端在所述UpPTS部分对所述上行信道进行监听；或
所述用户终端在所述GP和UpPTS部分对所述上行信道进行监听。
7.根据权利要求6所述的使用非授权频谱进行通信的方法，其特征在于，所述用户终端在所述GP部分对所述上行信道进行监听，确定所述上行信道为闲后，所述方法还包括：
所述用户终端在所述UpPTS部分向所述服务基站发送响应帧，所述响应帧至少包括所述上行信道的第二预留时长和/或所述服务基站的物理地址，所述第二预留时长为所述用户终端发送响应帧到向所述服务基站发送完所有数据所需要的时长；
所述用户终端向所述服务基站发送数据包括：
所述用户终端在发送所述响应帧后，在所述第二预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
8.一种使用非授权频谱进行通信的装置，用于服务基站，其特征在于，所述装置包括：
监听模块，用于在服务基站通过非授权频谱的上行信道与用户终端进行数据交互之前，对所述上行信道进行监听；
发送模块，用于在所述上行信道为闲时，利用预设子帧向周围的授权辅助接入LAA设备发送控制帧，以便除所述用户终端外的其他LAA设备根据所述控制帧确定是否占用所述上行信道，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
接收模块，用于在所述第一预留时长内，接收所述用户终端通过所述上行信道发送的数据。
9.根据权利要求8所述的使用非授权频谱进行通信的装置，其特征在于，所述预设子帧为位于长期演进LTE上下行转换点处的子帧，所述子帧包括DwPTS、GP和UpPTS三部分，
所述发送模块具体用于在所述DwPTS部分向周围的LAA设备发送控制帧。
10.根据权利要求8所述的使用非授权频谱进行通信的装置，其特征在于，在所述服务基站还包括有WiFi模块时，
所述发送模块还用于在利用预设子帧向周围的LAA设备发送控制帧预设时间段后，利用预设子帧向周围的WiFi设备发送允许发送CTS帧，所述CTS帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长。
11.一种使用非授权频谱进行通信的装置，用于用户终端，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于在用户终端通过非授权频谱的上行信道与服务基站进行数据交互之前，接收所述服务基站利用预设子帧向周围授权辅助接入LAA设备发送的控制帧，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
监听模块，用于对所述上行信道进行监听；
发送模块，用于在所述上行信道为闲时，在所述第一预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
12.根据权利要求11所述的使用非授权频谱进行通信的装置，其特征在于，所述预设子帧为位于长期演进LTE上下行转换点处的子帧，所述子帧包括DwPTS、GP和UpPTS三部分，
所述监听模块具体用于在所述GP部分对所述上行信道进行监听；或
在所述UpPTS部分对所述上行信道进行监听；或
在所述GP和UpPTS部分对所述上行信道进行监听。
13.根据权利要求12所述的使用非授权频谱进行通信的装置，其特征在于，
所述监听模块在所述GP部分对所述上行信道进行监听，确定所述上行信道为闲后；
所述发送模块还用于在所述UpPTS部分向所述服务基站发送响应帧，所述响应帧至少包括所述上行信道的第二预留时长和/或所述服务基站的物理地址，所述第二预留时长为所述用户终端发送响应帧到向所述服务基站发送完所有数据所需要的时长，并在发送所述响应帧后，在所述第二预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
14.一种使用非授权频谱进行通信的系统，其特征在于，包括：
服务基站，用于在通过非授权频谱的上行信道与用户终端进行数据交互之前，对所述上行信道进行监听，在所述上行信道为闲时，向周围的授权辅助接入LAA设备发送控制帧，以便除所述用户终端外的其他LAA设备根据所述控制帧确定是否占用所述上行信道，所述控制帧至少包括所述服务基站的物理地址以及所述上行信道的第一预留时长；
所述用户终端，用于接收所述服务基站发送的所述控制帧，对所述上行信道进行监听，在所述上行信道为闲时，在所述第一预留时长内通过所述上行信道向所述服务基站发送数据。
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