CN107820259B - 一种基于波束的信道空闲的确定方法和设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种基于波束的信道空闲的确定方法和设备，方法包括：覆盖角度不同的波束方向上信道检测能量门限值不同，第一波束方向上的信道检测能量门限值与第一波束的覆盖角度呈反比例关系，通过基于波束的接收天线对第一波束方向上信道能量进行检测，然后将得到的第一能量值与该第一波束方向上的信道检测能量门限值进行比较，若第一能量值低于该第一波束方向上的信道检测能量门限值，则能准确的判定，该第一波束方向上的第一备选频段空闲，通过对不同波束采用不同的相应的信道检测能量门限值，极大的提高了各个波束方向上的信道检测的准确程度，从而提高各个波束方向上非授权频谱的频谱效率。

Description

一种基于波束的信道空闲的确定方法和设备

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种基于波束的信道空闲的确定方法和设备。

背景技术

随着移动互联网进入新的增长阶段，更多的移动终端相互连接并分享更加丰厚的数据，运营商面临着移动数据流量千倍增长的挑战。为此，需要一套组合的方法，从不同的角度，包括使用更多的频谱、更有效的利用现有频谱以及部署更多的小型基站等手段来提高移动通信系统的容量。从最早的模拟蜂窝通信，到第二代GSM/IS-95、第三代WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA及最新的LTE 4G技术，频谱效率已经得到了大幅提升，比如LTE FDD网络在20MHz带宽、2X2MIMO的情况下，下行速率达到了150Mbps。另外3GPP还研究提出了异构网络架构，通过在宏小区覆盖范围内部署大量的家庭基站来提高系统容量，满足快速增长的流量需求。但仅仅靠提高频谱效率和部署更多的小型基站难以完全应对流量数千倍增长的挑战，因此在非授权频谱上部署LTE也成为未来移动通信发展的一个方向。

LTE-U(LTE Advanced in Unlicensed Spectrum，非授权频谱LTE)即部署在非授权频谱上的LTE网络。无线电磁波的使用在国际上有严格的规则，不同的频谱被划分出来供GSM、LTE、数字集群、广播电视等多种网络使用，每个国家会根据自身情况并顺应国际趋势来给该国各运营商划分各自的频谱，这部分频谱被称为授权频谱，剩下的尚未利用或者未被批准可以公用的频谱就是非授权频谱。

LTE-U技术通过部署新的小型基站和载波聚合的形式，聚合授权频段和非授权频段上的LTE频谱资源，实现系统容量的提升。LAA(Licensed Assisted Access，授权频谱辅助接入)技术是LTE-U的一种实现方案。传统LTE辅助接入情况下，非授权频谱使用LTE的机制，其发送都是全向发送，相应的，信道接入之前的信道检测都是全向的信道检测。而在NR(New Radio，新的无线技术)中，非授权频谱的频点较高，为了增加覆盖范围，会使用基于波束beam的发送和接收。而由于每个波束的方向不一样，使得每个波束的信道使用情况不一样。目前LTE非授权频谱基于全向信道检测方法，使用全向接收天线进行信道检测，将检测到的信道能量(power detected)与门限值(energy detection threshold)1比较，如果低于门限值，则表示信道空闲(idle)。

然而在实际应用中，如果使用全向接收天线来检测NR中基于波束发送的非授权频谱，由于每个波束的覆盖角度不同，其传送信号时具有的信道能量也不同，因此不能准确的判断该波束方向的信道是否空闲，从而降低了频谱效率和吞吐量。

发明内容

本申请实施例提供了一种基于波束的信道空闲的确定方法和设备，用于准确判断波束方向的信道是否空闲，提高各个波束方向上的信道检测的准确程度，从而提高各个波束方向上非授权频谱的频谱效率。

本申请实施例第一方面提供了一种基于波束的信道空闲的确定方法，包括：

设备使用基于波束的接收天线对第一波束方向上的第一备选频段进行信道测量，得到第一能量值；

所述设备确定所述第一能量值是否低于第一波束方向上的信道检测能量门限值，所述第一波束方向上的信道检测能量门限值与所述第一波束的覆盖角度呈反比例关系；

当确定所述第一能量值低于第一波束方向上的信道检测能量门限值时，所述设备确定所述第一波束方向上的第一备选频段空闲。

结合本申请实施例的第一方面，本申请实施例第一方面的第一种实现方式中，所述第一波束方向上的信道检测能量门限值等于以第一波束的覆盖角度为自变量的函数，覆盖角度越大，该函数值越小，覆盖角度越小，该函数值越大。覆盖角度即天线角度，覆盖角度大，则天线角度大，那么天线增益小。

结合本申请实施例的第一方面或第一方面的第一种实现方式，本申请实施例第一方面的第二种实现方式中，所述方法还包括：

所述设备确定所述第一波束的接收方向对应的发送方向；

所述设备在所述第一波束的接收方向对应的发送方向上进行信号发送。

结合本申请实施例第一方面的第二种实现方式，本申请第一方面的第三种实现方式中，当所述设备为基站时，所述设备使用基于波束的接收天线对第一波束方向上的第一备选频段进行信道测量的步骤之前还包括：

所述基站确定第一波束的方向和覆盖角度。

结合本申请实施例第一方面的第二种实现方式，本申请实施例第一方面的第四种实现方式中，当所述设备为终端时，所述设备使用基于波束的接收天线对第一波束方向上的第一备选频段进行信道测量的步骤之前还包括：

所述终端接收基站发送的波束信息，所述波束信息中包括第一波束的方向和覆盖角度；

所述设备确定所述第一波束的接收方向对应的发送方向，具体包括：

所述终端接收基站发送的波束对应关系，所述波束对应关系中包括第一波束的接收方向对应的发送方向。

本申请实施例第二方面提供了一种设备，所述设备包括：

测量模块，用于使用基于波束的接收天线对第一波束方向上的第一备选频段进行信道测量，得到第一能量值；

第一确定模块，用于确定所述第一能量值是否低于第一波束方向上的信道检测能量门限值，所述第一波束方向上的信道检测能量门限值与所述第一波束的覆盖角度呈反比例关系；

第二确定模块，用于当确定所述第一能量值低于第一波束方向上的信道检测能量门限值时，确定所述第一波束方向上的第一备选频段空闲。

结合本申请实施例的第二方面，本申请实施例第二方面的第一种实现方式中，所述第一波束方向上的信道检测能量门限值等于以第一波束的覆盖角度为自变量的函数，覆盖角度越大，该函数值越小，覆盖角度越小，该函数值越大。

结合本申请实施例的第二方面或第二方面的第一种实现方式，本申请实施例第二方面的第二种实现方式中，所述设备还包括：

第三确定模块，用于确定所述第一波束的接收方向对应的发送方向；

发送模块，用于在所述第一波束的接收方向对应的发送方向上进行信号发送。

结合本申请实施例第二方面的第二种实现方式，本申请实施例第二方面的第三种实现方式中，当所述设备为基站时，所述设备还包括：

第四确定模块，用于确定第一波束的方向和覆盖角度。

结合本申请实施例第二方面的第二种实现方式，本申请实施例第二方面的第四种实现方式中，当所述设备为终端时，所述设备还包括：

第一接收模块，用于在所述测量模块执行前，接收基站发送的波束信息，所述波束信息中包括第一波束的方向和覆盖角度；

所述第三确定模块具体用于，接收基站发送的波束对应关系，所述波束对应关系中包括第一波束的接收方向对应的发送方向。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本申请实施例中，覆盖角度不同的波束方向上信道检测能量门限值不同，第一波束方向上的信道检测能量门限值与第一波束的覆盖角度呈反比例关系，通过基于波束的接收天线对第一波束方向上信道能量进行检测，然后将得到的第一能量值与该第一波束方向上的信道检测能量门限值进行比较，若第一能量值低于该第一波束方向上的信道检测能量门限值，则能准确的判定，该第一波束方向上的第一备选频段空闲，通过对不同波束采用不同的相应的信道检测能量门限值，极大的提高了各个波束方向上的信道检测的准确程度，从而提高各个波束方向上非授权频谱的频谱效率。

附图说明

图1为本申请实施例中基于波束的信道空闲的确定方法一个流程示意图；

图2为本申请实施例中基于波束的信道空闲的确定方法另一个流程示意图；

图3为本申请实施例中设备一个结构示意图；

图4为本申请实施例中设备另一个结构示意图；

图5为本申请实施例中设备另一个结构示意图；

图6为本申请实施例中设备另一个结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，本申请实施例中基于波束的信道空闲的确定方法一个实施例包括：

101、设备使用基于波束的接收天线对第一波束方向上的第一备选频段进行信道测量，得到第一能量值；

可以理解的是，该设备可以为基站，也可以为终端。

需要说明的是，该第一波束方向是预先配置的。若设备为基站，则波束方向可以由基站自身决定；若设备为终端，则可以接收基站发送的波束信息，该波束信息中包括该第一波束的方向和覆盖角度。

可以理解的是，该第一备选频段为预设的多个备选频段中的一个。

102、设备确定所述第一能量值是否低于第一波束方向上的信道检测能量门限值，所述第一波束方向上的信道检测能量门限值与所述第一波束的覆盖角度呈反比例关系；

得到第一能量值之后，设备判断该第一能量值是否低于第一波束方向上的信道检测能量门限值；

若低于，则触发步骤103；

若不低于，则表示该第一波束方向上的第一备选频段被占用，可以重新选择其他的备选频段或者其他的波束方向执行步骤101。

需要说明的是，每个波束方向的信道检测能量门限值与该波束的覆盖角度呈反比例关系，即该波束覆盖的角度越大，门限值越小，该波束覆盖的角度值越小，门限值越大。

优选的，全向接收天线的门限值为门限值1，当使用基于波束的接收天线对信道进行检测时，该波束方向的信道检测能量门限值＝门限值1+function(覆盖角度)，即为门限值1加上以该波束的覆盖角度为自变量的一个函数。该函数以360度为基准，覆盖角度等于360度，该函数的值为0；覆盖角度小于360度，该函数的值为正值。波束方向天线覆盖角度越小，天线增益越大，即function(覆盖角度)为该波束方向天线的天线增益，那么发送功率相同的情况下，波束覆盖角度越小，接收到的能量越强。

或者全向接收天线的门限值为门限值1，当使用基于波束的接收天线对信道进行检测时，该波束方向的信道检测能量门限值＝门限值1*function(覆盖角度)，即为门限值1乘以以该波束的覆盖角度为自变量的一个函数。该函数以360度为基准，覆盖角度等于360度，该函数的值为1；覆盖角度小于360度，该函数的值大于1。波束方向天线覆盖角度越小，天线增益越大，即function(覆盖角度)为该波束方向天线的天线增益，那么发送功率相同的情况下，波束覆盖角度越小，接收到的能量越强。

103、当确定所述第一能量值低于第一波束方向上的信道检测能量门限值时，所述设备确定所述第一波束方向上的第一备选频段空闲。

设备确定第一能量值低于第一波束方向上的信道检测能量门限值后，确定该第一波束方向上的第一备选频段空闲。此后，设备可以在该第一波束方向上的第一备选频段上进行信号发送。

本申请实施例中，覆盖角度不同的波束方向上信道检测能量门限值不同，第一波束方向上的信道检测能量门限值与第一波束的覆盖角度呈反比例关系，通过基于波束的接收天线对第一波束方向上信道能量进行检测，然后将得到的第一能量值与该第一波束方向上的信道检测能量门限值进行比较，若第一能量值低于该第一波束方向上的信道检测能量门限值，则能准确的判定，该第一波束方向上的第一备选频段空闲，通过对不同波束采用不同的相应的信道检测能量门限值，极大的提高了各个波束方向上的信道检测的准确程度，从而提高各个波束方向上非授权频谱的频谱效率。

上面实施例中，可以准确的判定第一波束上第一备选频段空闲，在实际应用中，判定出空闲频段后，可以在该空闲频段上发送信息，请参阅图2，本申请实施例中基于波束的信道空闲的确定方法另一个实施例包括：

201、设备使用基于波束的接收天线对第一波束方向上的第一备选频段进行信道测量，得到第一能量值；

202、设备确定所述第一能量值是否低于第一波束方向上的信道检测能量门限值，所述第一波束方向上的信道检测能量门限值与所述第一波束的覆盖角度呈反比例关系；

203、当确定所述第一能量值低于第一波束方向上的信道检测能量门限值时，所述设备确定所述第一波束方向上的第一备选频段空闲。

步骤201至步骤203与步骤101至步骤103类似，此处不作赘述。

204、设备确定所述第一波束的接收方向对应的发送方向；

需要说明的是，每个波束的接收天线方向与相应的波束的发送天线方向有对应的关系。可以是一一对应关系，也可以是一对多，多对一或多对多的关系，此处不作限定。

优选的，当该设备为基站时，对应的方向可以自行确定；当该设备为终端时，可以接收基站发送的波束对应关系，也可以终端通过测量自行确定波束对应关系，该波束对应关系中包括第一波束的接收方向对应的发送方向。

205、设备在所述第一波束的接收方向对应的发送方向上进行信号发送。

设备确定第一波束的接收方向对应的发送方向后，可以在该发送方向上进行信号发送。

本申请实施例中，设备可以在确定空闲的第一波束的接收方向对应的发送方向上进行信号发送，提高了非授权频谱的利用效率。

下面对本申请实施例中的设备进行描述：

请参阅图3，本申请实施例中设备一个实施例包括：

测量模块301，用于使用基于波束的接收天线对第一波束方向上的第一备选频段进行信道测量，得到第一能量值；

第一确定模块302，用于确定所述第一能量值是否低于第一波束方向上的信道检测能量门限值，所述第一波束方向上的信道检测能量门限值与所述第一波束的覆盖角度呈反比例关系；

第二确定模块303，用于当确定所述第一能量值低于第一波束方向上的信道检测能量门限值时，确定所述第一波束方向上的第一备选频段空闲。

优选的，全向接收天线的门限值为门限值1，当使用基于波束的接收天线对信道进行检测时，该波束方向的信道检测能量门限值＝门限值1+function(覆盖角度)，即为门限值1加上以该波束的覆盖角度为自变量的一个函数。该函数以360度为基准，覆盖角度等于360度，该函数的值为0；覆盖角度小于360度，该函数的值为正值。波束方向天线覆盖角度越小，天线增益越大，即function(覆盖角度)为该波束方向天线的天线增益，那么发送功率相同的情况下，波束覆盖角度越小，接收到的能量越强。

或者全向接收天线的门限值为门限值1，当使用基于波束的接收天线对信道进行检测时，该波束方向的信道检测能量门限值＝门限值1*function(覆盖角度)，即为门限值1乘以以该波束的覆盖角度为自变量的一个函数。该函数以360度为基准，覆盖角度等于360度，该函数的值为1；覆盖角度小于360度，该函数的值大于1。波束方向天线覆盖角度越小，天线增益越大，即function(覆盖角度)为该波束方向天线的天线增益，那么发送功率相同的情况下，波束覆盖角度越小，接收到的能量越强。

优选的，作为本申请实施例中设备另一个实施例，所述设备还包括：

第三确定模块304，用于确定所述第一波束的接收方向对应的发送方向；

发送模块305，用于在所述第一波束的接收方向对应的发送方向上进行信号发送。

本申请实施例中，覆盖角度不同的波束方向上信道检测能量门限值不同，第一波束方向上的信道检测能量门限值与第一波束的覆盖角度呈反比例关系，通过测量模块301基于波束的接收天线对第一波束方向上信道能量进行检测，然后第一确定模块302将得到的第一能量值与该第一波束方向上的信道检测能量门限值进行比较，若第一能量值低于该第一波束方向上的信道检测能量门限值，则第二确定模块303能准确的判定，该第一波束方向上的第一备选频段空闲，通过对不同波束采用不同的相应的信道检测能量门限值，极大的提高了各个波束方向上的信道检测的准确程度，从而提高各个波束方向上非授权频谱的频谱效率。

优选的，请参阅图4，作为本申请实施例中设备另一个实施例，当所述设备为基站时，所述设备还包括：

第四确定模块401，用于确定第一波束的方向和覆盖角度。

优选的，请参阅图5，作为本申请实施例中设备另一个实施例，当所述设备为终端时，所述设备还包括：

第一接收模块501，用于在所述测量模块执行前，接收基站发送的波束信息，所述波束信息中包括第一波束的方向和覆盖角度；

所述第三确定模块304具体用于，接收基站发送的波束对应关系，所述波束对应关系中包括第一波束的接收方向对应的发送方向。

上面从单元化功能实体的角度对本发明实施例中的设备进行了描述，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中的设备进行描述，请参阅图6，本发明实施例中的设备600另一实施例包括：

输入装置601、输出装置602、处理器603和存储器604(其中设备600中的处理器603的数量可以一个或多个，图6中以一个处理器603为例)。在本发明的一些实施例中，输入装置601、输出装置602、处理器603和存储器604可通过总线或其它方式连接，其中，图6中以通过总线连接为例。

其中，通过调用存储器604存储的操作指令，处理器603，用于执行如下步骤：

使用基于波束的接收天线对第一波束方向上的第一备选频段进行信道测量，得到第一能量值；

确定所述第一能量值是否低于第一波束方向上的信道检测能量门限值，所述第一波束方向上的信道检测能量门限值与所述第一波束的覆盖角度呈反比例关系；

当确定所述第一能量值低于第一波束方向上的信道检测能量门限值时，确定所述第一波束方向上的第一备选频段空闲。

本申请的一些实施例中，所述第一波束方向上的信道检测能量门限值等于以第一波束的覆盖角度为自变量的函数，覆盖角度越大，该函数值越小，覆盖角度越小，该函数值越大。

本申请的一些实施例中，所述处理器603还用于执行如下步骤：

所述设备确定所述第一波束的接收方向对应的发送方向；

所述设备在所述第一波束的接收方向对应的发送方向上进行信号发送。

本申请的一些实施例中，当所述设备为基站时，所述处理器603还用于执行如下步骤：确定第一波束的方向和覆盖角度。

本申请的一些实施例中，当所述设备为终端时，所述处理器603还用于执行如下步骤：接收基站发送的波束信息，所述波束信息中包括第一波束的方向和覆盖角度；

所述处理器603执行所述设备确定所述第一波束的接收方向对应的发送方向的步骤时，具体执行如下步骤：

接收基站发送的波束对应关系，所述波束对应关系中包括第一波束的接收方向对应的发送方向。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于波束的信道空闲的确定方法，其特征在于，包括：

设备使用基于波束的接收天线对第一波束方向上的第一备选频段进行信道测量，得到第一能量值；

所述设备确定所述第一能量值是否低于所述第一波束方向上的信道检测能量门限值，所述第一波束方向上的信道检测能量门限值与所述第一波束的覆盖角度呈反比例关系；

当确定所述第一能量值低于所述第一波束方向上的信道检测能量门限值时，所述设备确定所述第一波束方向上的第一备选频段空闲。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一波束方向上的信道检测能量门限值等于以第一波束的覆盖角度为自变量的函数，覆盖角度越大，该函数值越小，覆盖角度越小，该函数值越大。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述设备确定所述第一波束的接收方向对应的发送方向；

所述设备在所述第一波束的接收方向对应的发送方向上进行信号发送。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述设备为基站时，所述设备使用基于波束的接收天线对所述第一波束方向上的第一备选频段进行信道测量的步骤之前还包括：

所述基站确定所述第一波束的方向和覆盖角度。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述设备为终端时，

所述设备使用基于波束的接收天线对所述第一波束方向上的第一备选频段进行信道测量的步骤之前还包括：

所述终端接收基站发送的波束信息，所述波束信息中包括所述第一波束的方向和覆盖角度；

所述设备确定所述第一波束的接收方向对应的发送方向，具体包括：

所述终端接收基站发送的波束对应关系，所述波束对应关系中包括所述第一波束的接收方向对应的发送方向。

6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

测量模块，用于使用基于波束的接收天线对第一波束方向上的第一备选频段进行信道测量，得到第一能量值；

第一确定模块，用于确定所述第一能量值是否低于所述第一波束方向上的信道检测能量门限值，所述第一波束方向上的信道检测能量门限值与所述第一波束的覆盖角度呈反比例关系；

第二确定模块，用于当确定所述第一能量值低于所述第一波束方向上的信道检测能量门限值时，确定所述第一波束方向上的第一备选频段空闲。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述第一波束方向上的信道检测能量门限值等于以所述第一波束的覆盖角度为自变量的函数，覆盖角度越大，该函数值越小，覆盖角度越小，该函数值越大。

8.根据权利要求6或7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

第三确定模块，用于确定所述第一波束的接收方向对应的发送方向；

发送模块，用于在所述第一波束的接收方向对应的发送方向上进行信号发送。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，当所述电子设备为基站时，所述设备还包括：

第四确定模块，用于确定所述第一波束的方向和覆盖角度。

10.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，当所述电子设备为终端时，所述电子设备还包括：

第一接收模块，用于在所述测量模块执行前，接收基站发送的波束信息，所述波束信息中包括所述第一波束的方向和覆盖角度；

所述第三确定模块具体用于，接收基站发送的波束对应关系，所述波束对应关系中包括所述第一波束的接收方向对应的发送方向。

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