CN107113867A - 机会频谱存取中的测量的信标传输方法 - Google Patents

机会频谱存取中的测量的信标传输方法 Download PDF

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Abstract

来自用户装置的周期性测量无线电资源管理报告有利于网络高效选择具有空闲信道的载波以服务用户装置。为致能来自用户装置的周期性测量无线电资源管理报告，用于用户装置测量的周期性信标信号传输是必要的。然而，在共享频谱中，由于信道竞争，不能保证精确的周期性传输。本发明提出一种用于信标信号传输的周期性时间窗口传输方法以解决潜在的问题。在此解决方法下，可以特定周期性方式传输信标信号而无需频繁的物理层信令。此外，由于信道竞争，用于测量的周期性信标信号传输可保持较低的传输失败率。

Description

机会频谱存取中的测量的信标传输方法
相关申请的交叉引用
本申请的权利要求范围依据35U.S.C.§119要求如下申请的优先权：2015年3月16日递交的标题为“Methods of Beacon Transmission for Measurements inOpportunistic Spectrum Access”申请号为62/133,742的美国临时案。在此合并参考上述美国临时申请案的全部内容。
技术领域
本发明大体上有关于无线通信，更具体地，有关于用于许可辅助存取中测量的信标信号传输。
背景技术
3GPP和长期演进(LTE)移动电信系统提供高数据速率、低延迟以及改进的系统性能。随着IOT的迅速发展和其他新型UE，对支持大量机器通信的需求正呈指数增长。为满足通信中此种指数增长，需要附加频谱(即无线电频谱)。许可频谱(licensed spectrum)的数量是有限的。因此，通信提供商需要寻找未许可频谱来满足通信需求的指数增长。
一种建议的解决方法是使用已许可频谱和未许可频谱的组合。此解决方法称为“许可辅助存取(Licensed Assisted Access,LAA)”或LAA。在此解决方法中，已有的通信协议例如(长期演进(LTE))可用于该已许可频谱以提供第一通信链接，且LTE可用于未许可频谱以提供第二通信链接。
在LTE版本13中，LAA已被允许用于致能用于小型小区在5GHz中未许可频谱的LTE用途。为提供有效和平等的频谱分享，根据每个国家的规定规则，需要称为对话前监听(listen-before-talk,LBT)的动态频谱分享机制的支持。
由于LBT的支持，任何物理信号或信道传输必须基于LBT的信道竞争(channelcontention)结果。因此，用于UE RRM/CSI测量的连续或周期性参考信号传输(例如，CRS、CSI-RS及DRS)的现有机制不再可行。例如，由于信道竞争失败，具有80ms周期的发现参考信号(discovery reference signal，DRS)传输可能遭受长时间干扰(例如160ms)，因此将导致无线电资源测量和调度的信息不足。
发明内容
来自用户装置的周期性测量无线电资源管理报告有利于网络高效选择具有空闲信道的载波以服务用户装置。为致能来自用户装置的周期性测量无线电资源管理报告，用于用户装置测量的周期性信标信号传输是必要的。然而，在共享频谱中，由于信道竞争，不能保证精确的周期性传输。本发明提出一种用于信标信号传输的周期性时间窗口传输方法以解决潜在的问题。在此解决方法下，可以特定周期性方式传输信标信号而无需频繁的物理层信令。此外，由于信道竞争，用于测量的周期性信标信号传输可保持较低的传输失败率。
在一个实施例中，本发明提供一种从基站角度的信标信号传输分配时间窗口的方法，基站分配共享频谱中的一组无线电资源。该组无线电资源占据一组时间窗口，该组时间窗口周期性配置用于无线通信网络中的下行链路信标信号传输。基站在一个时间窗口期间执行信道存取程序，且当该基站检测到信道空闲情况时，获取该时间窗口内的信标信号开始时间。该基站在该信标信号开始时间传输信标信号至多个用户装置。该时间窗口长度长于该信标信号的传输长度且短于该组时间窗口的周期。
在另一个实施例中，本发明提供一种从用户装置角度的在分配测量时间窗口期间执行测量的方法。用户装置接收无线通信网络中的无线电资源配置。该无线电资源配置分配一组测量窗口，该组测量窗口用于检测从服务基站传输的多个信标信号。用户装置监视用于该信标信号传输的测量窗口。在该测量窗口期间从信标信号开始时间检测信标信号。测量窗口长度长于信标信号的传输长度且短于该组测量窗口的周期。UE基于该接收的信标信号执行测量并传输测量报告至该服务基站。
更多细节和实施例及方法描述在后述具体实施方法中。此说明并不意在限制本发明。本发明由权利要求定义。
附图说明
附图中，相同的标号指示相同的元件，用于说明本发明实施例。
图1为根据本发明实施例的许可辅助存取无线网络的示意图。
图2为根据本发明实施例的用户装置(UE)和基站(eNB)的模块示意图。
图3为根据本发明实施例的用于下行链路信标信号传输的测量时间窗口分配的示意图。
图4为根据本发明实施例的信标传输和UE行为的示例示意图。
图5为由于服务eNB和服务UE之间的不完全同步，当测量窗口不完全同步于信标信号传输窗口示意图。
图6为根据本发明实施例从基站角度用于信标信号传输的分配时间窗口的流程图。
图7为根据本发明实施例从用户装置角度在分配的测量时间窗口期间执行测量的流程图。
具体实施方式
现在将参照本发明的一些实施例，附图中所示为这些实施例的示例。
图1为根据本发明实施例的具有改进方法的许可辅助存取(LAA)无线系统100的示意图。无线通信系统100包括一或多个无线通信网络，且其中的每个无线通信网络具有基础设施单元，例如102和104。基础单元也可作为存取点、存取终端、基站、eNB或本领域中使用的其他技术。基站102和104中的每个都服务地理区域。在此示例中由无线通信站102和104服务的地理区域互相重叠。
基站102为已许可基站，其透过已许可频带与UE101通信。在一个示例中，基站102透过LTE无线通信与UE101通信。基站102提供无线通信给主要小区103内的多个UE。基站104为未许可基站，其透过未许可频带与UE101通信。在一个示例中，基站104透过LTE无线通信与UE101通信。基站104可通过次要小区105与多个UE进行通信。次要小区105也称为“小型小区”。
数据消耗的指数增长已产生现有无线系统不能满足的大量带宽需求。为满足数据不断增长的需求，需要具有大量可用带宽的新型无线系统。可使用LAA无线网络来提供更大可用带宽。LAA网络同时使用许可频率带以及未许可频率带，从而对无线系统中的UE提供附加可用带宽。例如，UE101可在LAA网络中享受同时使用许可频率带和未许可频率带。LAA网络不仅提供附加带宽用于更大整体数据通信，也由于存在两个分离数据链接可提供连续数据连接。具有可用的多个数据链接增加了UE可在任意时刻与至少一基站实现适当数据通信的可能性。尽管未许可频谱的使用提供更多可用带宽，然而无许可频谱的使用还面临着需要解决的一些实际问题。
其中一个问题是许多国家需要在未许可频带的运营商遵守LBT协议。LBT协议要求共享频谱的各个用户不传输信号覆盖另一个，且所有用户具有存取未许可频谱的相等公平机会。由于LBT的此需求，任意物理信号或信道传输不得不基于LBT的信道竞争结果。因此，由于UE无线电资源管理和信道状态信息(RRM/CSI)测量的连续或周期性参考信号传输(例如CRS、CSI-RS、DRS)不再可行。例如，由于信道竞争失败，具有80ms周期的DRS传输可能遭受长时间干扰(例如160ms)，因此将导致无线电资源测量和调度的信息不足。
根据本发明的一个方面，提出一种用于UE测量的信标(beacon)信号传输方法以在LBT的需求下，在共享频谱(许可或未许可频带)中提供有效机会频谱(opportunisticspectrum)存取。信标信号可能在一组时间窗口内传输。时间窗口大于信标信号的突发传输时间。例如，配置一组时间窗口周期为40ms,且每个时间窗口的长度为10ms,以及信标信号的突发传输时间为5ms。在时间窗口内部，信标信号可在任意时间位置被传输或者由于动态频谱共享机制(例如LBT)的信道竞争不被传输。在时间窗口外，如果传输在时间窗口内部开始，则允许传输信标信号。该组时间窗口可为由高层信令半静态(semi-statically)配置或由物理层信令动态触发。
图2为包括在UE201和基站202的各个元件示意图。基站202可包括具有一或多个天线的天线阵列226，其中，传输和接收多个无线电信号。RF收发器223耦接于天线，从天线阵列226接收RF信号，将其转换成基频信号，并发送至处理器222。RF收发器223也从处理器222转换接收的基频信号，将其转换为RF信号并发送至天线阵列226。处理器222处理接收的基频信号并触发不同功能模块执行基站202中的特征。存储器221存储程序指令和数据224以控制基站202的操作。基站202还包括一组控制模块，LAA控制器225执行功能任务以配置、调度、执行且与UE201通信以用于下面详述的LAA任务。在一个示例中，LAA控制器225包括资源分配器227以及LBT处理器228，其中，资源分配器227分配时间窗口的无线电资源以用于信标传输，且当信道为空闲或信道竞争中获胜时，LBT处理器228仅在共享媒介上传输无线电信号。
UE201可包括具有一或多个天线的天线阵列235，用于传输和接收无线电信号。RF收发器234耦接于天线，从天线阵列235接收RF信号，将其转换成基频信号，并发送至处理器232。RF收发器234也从处理器232转换接收的基频信号，将其转换为RF信号并发送至天线阵列235。处理器232处理接收的基频信号并触发不同功能模块执行UE 201中的特征。存储器231存储程序指令和数据236以控制基站101的操作。
基站201还包括执行功能任务的一组控制模块。控制模块和电路可由硬件、固件软件及上述组合实施和配置。LBT处理器291确保当另一未许可频带用户正在传输时UE201不传输信号。请注意，如果在未许可频谱上进行仅DL传输，LBT处理器291可能不存在。信标信号检测器292监视配置时间窗口并检测来自服务基站的下行链路信标信号。测量电路293对接收的信标信号和参考信号执行无线电信号测量。测量报告电路294将测量结果报告返回至服务基站。
图3为根据本发明实施例的用于下行链路信标信号传输的测量时间窗口分配的示意图。在图3的示例中，两个小型小区#1和#2由两个基站BS#1和BS#2服务且作为相邻小区，它们具有重叠的小区范围。为同步和测量目的，配置每个小区周期性传输包括信标发现参考信号(discovery reference signal，DRS)，例如以80ms的周期。然而，由于支持LBT，DRS传输可能遭遇长时间干扰(例如160ms)。这是因为BS如果未赢得信道竞争则不允许传输。例如，当小型小区#2中存在进行中的数据传输时，在时间T1不允许BS#1传输DRS。类似地，当小型小区#1中存在进行中的数据传输时，在时间T2不允许BS#2传输DRS。因此，DRS遭受长时间干扰且因此导致无线电资源测量和调度的信息不足。
根据本发明的一个方面，在LBT的需求下提出用于UE同步和测量的信标信号传输的方法。一般而言，在信标信号设计考量中，信标信号传输可支持下列中的任意或全部：信标信号提供用于UE的自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)设置和时间/频率同步以维持粗值(coarse value)。信标信号支持RRM测量以致能共享频谱中的高效载波选择。信标信号在时域中在突发传输内连续占据信道且在频域覆盖80％的标称信道带宽。信标信号可支持CSI测量，包括信道和干扰测量。此外，可携带信标信号控制信息，用于广播至UE或相邻eNB以实现高效动态频谱共享。
如图3所示，在eNB端，基于LBT机制的信道竞争结果在一组配置的时间窗口内部传输下行链路信标信号。时间窗口大于信标信号的突发传输时间。例如，配置一组时间窗口以具有40ms周期的周期性存在，每个时间窗口长度为10ms,且信标信号的突发传输时间为2.5ms。在时间窗口内部，可在任意时间位置传输信标信号，或者由于动态频谱共享机制(例如LBT)中的信道竞争不传输信标信号。在时间窗口外，如果传输在时间窗口内部开始，则允许传输信标信号。
在第一实施例#1中，配置的时间窗口指示可开始信标信号传输的周期。一旦获取信道则允许eNB在时间窗口内部开始信标信号的传输，且在时间窗口内部或外部完成信标传输。对于实施例#1，用于UE的配置测量窗口可长于用于信标传输的配置时间窗口。在第二实施例#2中，配置的时间窗口指示可开始或完成信标信号传输的周期。一旦获取信道则允许eNB在时间窗口内部开始信标信号的传输，且应在时间窗口内部完成信标传输。对于实施例#2，用于UE的配置测量窗口可与用于信标传输的配置时间窗口相同。对于两种情形，不允许eNB在该组时间窗口外部开始信标信号传输。即，信标信号开始时间301和302位于时间窗口内部。时间窗口具有越大的长度，则在时间窗口内部成功传输信标信号的机会越高。此外，基于负载，可改变信标信号传输窗口的周期和时间长度。
该组传输时间窗口可为周期性(仅半静态配置)或周期加非周期性(半静态配置以及动态触发)。信标信号的实际传输时间对于UE可为透明的。然而，当UE可进行测量时，网络应通知UE。如果该组传输时间窗口为周期性的，服务eNB可通过高层信令(例如3GPP LTE系统中的RRC层信令)通知UE关于测量窗口配置。如果该组传输时间窗口为周期加非周期性的，对于周期性部分，服务eNB可通过高层信令(例如3GPP LTE系统中的RRC层信令)通知服务的UE关于测量窗口配置。此外，对于非周期性部分，服务eNB可通过物理层控制信令通知服务的UE可传输信标信号的时间期间，例如UE接收物理层信令之后的一串子帧。半静态配置高层信令和动态触发物理层信令可在传输信标信号的相同载波或不同载波中传输至UE。任意eNB可半静态配置或动态触发UE监视或在多个载波上测量信标信号以进行测量报告来致能高效载波选择。
用于下行链路信标信号传输的LBT机制可为根据基于装置的帧(frame-based-equipment，FBE)的机制。用于FBE的一个示例机制为在每个子帧末尾具有最小空闲信道估计(clear channel assessment，CCA)感应周期(例如，>＝25us)。一旦获得信道，eNB在整数个子帧上连续传输突发下行链路信标信号。例如，一旦检测到信道空闲情况，图3中的信标信号开始时间发生在无线电帧的最近子帧边界。用于下行链路信标信号传输的LBT机制可为根据基于装置的负载(load-based-equipment，LBE)的机制。一旦获得信道，例如，eNB可首先在用于信道预留的分数子帧(fractional subframe)内传输击穿(punctured)下行链路信标信号，然后在整数个子帧上连续传输突发下行链路信标信号。在另一个实施例中，eNB可首先在用于信道预留的分数子帧内部传输击穿下行链路信标信号，然后在整数个子帧上连续传输突发下行链路信标信号。在又一个实施例中，eNB可首先在用于信道预留的分数子帧内部传输其他信号/信道，然后在整数个子帧上连续传输突发下行链路信标信号。
图4为根据本发明实施例的信标传输和UE行为的示例示意图。对于周期性信标信号传输，UE401具有以下行为。在步骤411中，UE401接收高层信令(例如3GPP LTE系统中的RRC层信令)，以用于周期性测量窗口的配置和测量报告。在步骤412中，如果网络中适用FBELBT,UE401自动检测半静态配置的测量窗口内部的信标信号的整数子帧传输。或者，如果网络中适用LBE LBT,UE自动检测预留信号或信标信号的分数子帧，以及半静态配置的测量窗口内部的信标信号的整数子帧传输。在步骤413中，如果检测到信标信号传输在测量窗口内部，UE401对信标信号进行测量。在步骤414中，UE401根据配置的测量报告对测量结果进行报告。
对于周期加非周期性信标信号传输机制，UE401具有以下行为。在步骤421中，UE401接收高层信令(例如3GPP LTE系统中的RRC层信令)，以用于周期性测量窗口的配置和测量报告。在步骤422中，如果UE401检测到物理层信令，UE401接收物理层信令(例如3GPPLTE系统中的下行链路控制信息)，以用于非周期性测量窗口的动态触发和测量报告。在步骤423中，如果网络中适用FBE LBT,UE401自动检测半静态配置的信标信号的整数子帧传输。或者，如果网络中适用LBE LBT,UE自动检测预留信号或信标信号的分数子帧，以及半静态配置的测量窗口内部的信标信号的整数子帧传输且动态触发测量窗口。在步骤424中，如果检测到信标信号传输在测量窗口内部，UE401对信标信号进行测量。在步骤425中，UE401根据半静态配置的周期测量报告和动态触发的非周期性测量报告对测量结果进行报告。
进行的测量可为RRM、CSI或这两者。半静态配置高层信令和动态触发物理层信令可从来自载波的同一载波或不同载波上的eNB接收,其中，UE在配置或触发的测量窗口中监视信标信号。UE可为半静态配置或动态触发以在多个载波上监视和测量信标信号以用于测量报告，从而致能有效的载波选择。
图5为由于服务eNB和服务UE之间的不完全同步，当测量窗口不完全同步于信标信号传输窗口的示意图。在3GPP系统中，从eNB端来说，这是关于信标信号传输的问题且无需说明变动。然而，从UE来说，根据图5中所示的情形，可能需要用于测量下列信息。首先，可能需要时间偏移、时间长度及半静态配置UE测量窗口的周期以用于信标信号监视。其次，可能需要动态配置UE测量窗口的动态触发的有效时间长度以用于信标信号监视。此信息可透过高层信令提供至UE。
图6为根据本发明实施例从基站角度用于信标信号传输的分配时间窗口的流程图。在步骤601中，基站分配共享频谱中的一组无线电资源。该组无线电资源占据一组时间窗口，该组时间窗口周期性配置用于无线通信网络中的下行链路信标信号传输。在步骤602中，基站在一个时间窗口期间执行信道存取程序，且当该基站检测到信道空闲情况时，获取信标信号开始时间。在步骤603中，基站在该信标信号开始时间传输信标信号至多个用户装置。该时间窗口长度长于该信标信号的传输长度且短于该组时间窗口的周期。
图7为根据本发明实施例从用户装置角度在分配的测量时间窗口期间执行测量的流程图。在步骤701中，用户装置接收无线通信网络中的无线电资源配置。该无线电资源配置分配一组测量窗口，该组测量窗口用于检测从服务基站传输的多个信标信号。在步骤702中，UE监视用于该信标信号传输的测量窗口。在该测量窗口期间从信标信号开始时间检测信标信号。测量窗口长度长于信标信号的传输长度且短于该组测量窗口的周期。最后，在步骤703中，UE基于该接收的信标信号执行测量并传输测量报告至该服务基站。
本发明虽以较佳实施例揭露如上，然本发明并不限于此，相应地，在不脱离本发明权利要求的保护范围内，当可对所述实施例的各项特征做些许的改动与修饰。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
由基站，分配共享频谱中的一组无线电资源，其中，该组无线电资源占据一组时间窗口，该组时间窗口周期性配置用于无线通信网络中的下行链路信标信号传输；
在一个时间窗口期间执行信道存取程序，且当该基站检测到信道空闲情况时，获取该时间窗口内的信标信号开始时间；以及
在该信标信号开始时间传输信标信号至多个用户装置，其中，该时间窗口长度长于该信标信号的传输长度且短于该组时间窗口的周期。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在该时间窗口内完成该信标信号传输。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在该时间窗口外完成该信标信号传输。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该基站对该信道存取程序运用对话前监听的机制。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，周期性配置该组时间窗口，且其中，该基站透过无线电资源控制层信令发送该时间窗口配置至该多个用户装置。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，非周期性配置附加时间窗口，且其中，该基站透过物理层信令发送该附加时间窗口配置至该多个用户装置。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于流量负载配置该组时间窗口的发生和长度。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当检测到该信道空闲情况时，该信标信号开始时间发生在无线电帧的最近子帧边界。
9.一种方法，包括：
由用户装置接收无线通信网络中的无线电资源配置，其中，该无线电资源配置分配一组测量窗口，其中，该组测量窗口用于检测从服务基站传输的多个信标信号；
监视用于该信标信号传输的测量窗口，其中，在该测量窗口期间从信标信号开始时间检测信标信号，且其中，测量窗口长度长于信标信号的传输长度且短于该组测量窗口的周期；以及
基于该接收的信标信号执行测量并传输测量报告至该服务基站。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在该测量窗口内完成该信标信号传输。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在该测量窗口外完成该信标信号传输。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，周期性配置该组测量窗口，且其中，该用户装置透过无线电资源控制层信令接收该测量窗口配置。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，非周期性配置附加测量窗口，且其中，该用户装置透过物理层信令接收该附加测量窗口配置。
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该用户装置在该测量窗口期间检测整数子帧或分数子帧信标信号传输。
15.一种用户装置，包括：
接收器，用于接收无线通信网络中的无线电资源配置，其中，该无线电资源配置分配一组测量窗口，其中，该组测量窗口用于检测从服务基站传输的多个下行链路信标信号；
无线电信号检测器，用于监视测量窗口，其中，在该测量窗口期间从信标信号开始时间检测信标信号，且其中，测量窗口长度长于信标信号的传输长度且短于该组测量窗口的周期；以及
测量电路，用于基于该接收的信标信号执行测量，其中，该用户装置传输测量报告至该服务基站。
16.如权利要求15所述的用户装置，其特征在于，该信标信号传输是在该测量窗口内完成的。
17.如权利要求15所述的用户装置，其特征在于，该信标信号传输是在该测量窗口外完成的。
18.如权利要求15所述的用户装置，其特征在于，该组测量窗口是周期性配置的，且其中，该用户装置透过无线电资源控制层信令接收该测量窗口配置。
19.如权利要求15所述的用户装置，其特征在于，附加测量窗口是非周期性配置的，且其中，该用户装置透过物理层信令接收该附加测量窗口配置。
20.如权利要求15所述的用户装置，其特征在于，该用户装置在该测量窗口期间检测整数子帧或分数子帧信标信号传输。
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