CN108076474A - 传输装置、传输方法及传输系统 - Google Patents

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Abstract

一种传输装置、传输方法及传输系统。传输装置包含一天线以及一第一收发器。天线用以接收一当前频道信息，当前频道信息中包含一未授权频道的一未授权频道信息。第一收发器用以依据未授权频道信息，以量测一当前频道的一能量信息。其中，当第一收发器判断能量信息大于一触发门槛值时，该第一收发器累加当前频道中的一能量强度，以及侦测一能量特征，依据能量强度的一累加结果与能量特征，以判断一未授权频道使用者所占用的一频谱范围，并回避频谱范围，对另一未授权频道进行量测。本案所述的传输装置可达到准确地于未授权频谱中共享无线电资源的功效。

Description

传输装置、传输方法及传输系统
技术领域
本案是有关于一种传输装置、传输方法及传输系统。特别是有关于一种可使用未授权频道的传输装置、传输方法及传输系统。
背景技术
一般而言，无线通信系统(例如LTE系统)是运行在一个专用射频(RadioFrequency；RF)频谱中，基地台和电子装置(如移动电话)之间可透过此专用射频频谱进行通信。其中，无线电信商需向政府购买或注册，才能获得此专用射频频谱的使用权。
在整个传输频谱中，有部分频道是属于未授权频道，例如政府保留的部分频道。当无线电信商欲使用未授权频道时，无需向政府购买。因此，许多无线电信商(例如：WiFi、蓝芽、LTE业者)会抢用这些未授权频道，以取得更多的传输频道。例如，LTE通信系统制定了授权辅助存取(licensed-assisted access；LAA)、增强型授权辅助存取(Enhancedlicensed-assisted access；eLAA)等规格，用以规范LTE通信系统于未授权频谱的运作。
然而，在抢用未授权频道的过程中，一无线通信系统的装置(例如为LTE通信系统)必须与未受此无线通信系统控制的其他装置(例如为Wi-Fi通信系统)共存。举例而言，当LTE通信系统欲抢用未授权或共享频谱的无线通信系统时，使用相同或不同无线存取技术的其他通信装置也可能欲抢用相同的未授权频谱，由此可知，多台装置在共享未授权频谱时，可能会导致相互干扰或竞争。因此，如何提供用于在未授权频谱中共享无线电资源的方法及相关装置，已成为本领域相关人员所需解决的问题。
发明内容
为解决上述课题，本案的一方面是提供一种传输装置包含一天线以及一第一收发器。天线用以接收一当前频道信息，当前频道信息中包含一未授权频道的一未授权频道信息。第一收发器用以依据未授权频道信息，以量测一当前频道的一能量信息。其中，当第一收发器判断能量信息大于一触发门槛值时，该第一收发器累加当前频道中的一能量强度，以及侦测能量特征，依据能量强度的一累加结果与能量特征，以判断一未授权频道使用者所占用的一频谱范围，并回避频谱范围，对另一未授权频道进行量测。
根据本案一实施例，其中该当前频道信息中还包含一内部频道信息，该传输装置还包含：一第二收发器，用以透过一内部频道传送一待传输数据，并量测该内部频道的一内部频道信息。
根据本案一实施例，其中该传输装置还包含：一数据库及一处理器。处理器用以将该内部频道信息及一外部频道信息储存于该数据库中。
根据本案一实施例，其中该能量信息是指该第一收发器判断该当前频道的一等待时间或一判断次数。
根据本案一实施例，其中当该能量信息是指该等待时间时，该触发门槛值为一时间门槛值。
根据本案一实施例，其中当该能量信息是指该判断次数时，该触发门槛值为一次数门槛值。
根据本案一实施例，其中当该第一收发器判断该能量信息高于一触发门槛值时，该第一收发器通过量测该能量特征以判断占用该未授权频道的一使用者信号；
根据本案一实施例，其中该能量特征包含一频宽信息或一信号分布特征。
本案的另一方面是提供一种传输方法，包含：通过一天线以接收一当前频道信息，当前频道信息中包含一未授权频道的一未授权频道信息；以及依据未授权频道信息，以通过一第一收发器量测一当前频道的一能量信息；其中，当该第一收发器判断该能量信息大于一触发门槛值时，第一收发器累加当前频道中的一能量强度，以及侦测一能量特征，依据能量强度的一累加结果与能量特征，以判断一未授权频道使用者所占用的一频谱范围，并回避频谱范围，对另一未授权频道进行量测。
根据本案一实施例，其中该当前频道信息中还包含一内部频道信息，该传输方法还包含：通过一第二收发器以透过一内部频道传送一待传输数据。
根据本案一实施例，该传输方法还包含：通过一处理器以将该内部频道信息及一外部频道信息储存于一数据库中。
根据本案一实施例，其中该能量信息是指该第一收发器判断该当前频道的一等待时间或一判断次数。
根据本案一实施例，其中当该能量信息是指该等待时间时，该触发门槛值为一时间门槛值。
根据本案一实施例，其中当该能量信息是指该判断次数时，该触发门槛值为一次数门槛值。
根据本案一实施例，其中当该第一收发器判断该能量信息高于一触发门槛值时，该第一收发器通过量测该能量特征以判断占用该未授权频道的一使用者信号，其中，该能量特征包含一频宽信息或一信号分布特征。
本案的另一方面是提供一种传输系统包含一基地台、一天线以及一第一收发器。基地台用以传送一当前频道信息，当前频道信息中包含一未授权频道的一未授权频道信息。天线用以接收当前频道信息。收发器用以依据未授权频道信息，以量测一当前频道的一能量信息。其中，当收发器判断能量信息大于一触发门槛值时，收发器累加当前频道中的一能量强度，以及侦测一能量特征，依据能量强度的一累加结果与能量特征，以判断一未授权频道使用者所占用的一频谱范围，并回避频谱范围，选用另一未授权频道以上传一待传输数据至基地台或由基地台下载待传输数据。
综上，本案通过量测当前频道的能量信息及推估占用此未授权频道的使用者，可避免选择到已被其他使用者抢用的此未授权频道，并改以选用未被占用的另一未授权频道，因此，本案提供了一种有效且准确地于未授权频谱中共享无线电资源的传输方法、传输装置及传输系统。
附图说明
为让本揭示内容的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1为根据本案一实施例绘示的一种无线通讯系统的示意图；
图2为根据本案一实施例绘示的一种传输系统的方块图；
图3为根据本案一实施例绘示的一种传输系统的方块图；
图4为根据本案一实施例绘示的一种电子系统的传输方法的流程图；以及
图5为根据本案一实施例绘示的一种能量特征的示意图。
具体实施方式
请参阅图1，图1为根据本案一实施例绘示的一种无线通讯系统100的示意图。于一实施例中，传输系统100包含传输装置110及基地台eNB1、WAP。于一实施例中，传输装置110可以是平板电脑、笔记型电脑、智能手机或其他具有传输功能的电子装置。于一实施例中，基地台WAP为一Wi-Fi基地台。
于一实施例中，由于基地台eNB1是采用LTE通讯系统，而基地台WAP是采用Wi-Fi通讯系统，因此，当传输装置110(例如为手机)位于基地台eNB1的传输范围Ra1及基地台WAP的传输范围Ra2的交界处，且传输装置110欲以未授权频谱进行信号传输时，会使得基地台eNB1、WAP的运作彼此造成干扰或抢用。为解决此问题，本领域目前的发展趋势，是将数据传输位于未授权频道进行传送，例如通过辅助授权频谱接取(Licensed-Assisted Access，LAA)或增强辅助授权频谱接取(Enhanced Licensed-Assisted Access，eLAA)等通讯规格，于未授权频道中进行信号传输。然而，这些通讯规格不具有良好的频道侦测机制，以支持动态频道选择能力。因此，以下提供一种用于在未授权频谱中共享无线电资源的传输方法、传输装置及传输系统，以提供良好的频道侦测机制，并支持动态频道选择的能力。
请参阅图2，图2为根据本案一实施例绘示的一种传输系统200的方块图。于一实施例中，电子系统200包含传输装置210及基地台eNB3。于一实施例中，传输装置210可以是平板电脑、笔记型电脑、智能手机或其他具有传输功能的电子装置。
于一实施例中，基地台eNB3用以传送一当前频道信息，当前频道信息中包含一未授权频道信息及/或一内部频道信息，其中，未授权频道信息是指未授权频道的相关信息，内部频道信息是指传输装置210与基地台eNB3之间经由授权而取得的传输方法的相关信息。
于一实施例中，传输装置210包含天线211及收发器213。于一实施例中，传输装置210可运行LTE的传输方式，而LTE运作频宽为5～20MHz，单一收发机213的频宽约为30MHz，天线211频宽则约为130MHz，收发机213的数量可以是多个(例如为2～5个)。于一实施例中，传输装置210与基地台eNB3之间可建立一通讯连结LK1。
于一实施例中，传输装置210可包含多个天线及/或多个收发器，以与多个基地台建立通讯连结，并量测多个基地台的当前频道信息。
于一实施例中，传输装置210还包含处理器215及数据库217。处理器215用以执行各种运算并控制传输装置210中的各个元件，处理器215可以被实施为微控制单元(microcontroller)、微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digital signalprocessor)、特殊应用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)或一逻辑电路。于一实施例中，数据库217可储存于储存装置中，储存装置可被实作为只读记忆体、快闪记忆体、软盘、硬盘、光盘、随身盘、磁带、可由网络存取的数据库或熟悉此技艺者可轻易思及具有相同功能的储存媒体。
一般而言，在无线通讯系统中，信号经空气传播而由天线211接收，收发器213可从天线211所接收到的信号中选择正确的频道，经过降频及处理后，将接收的微弱射频信号转变为基频信号，以提供后段的基频信号处理。
于一实施例中，天线211用以接收来自基地台eNB3的一当前频道信息(如通讯连结LK1的相关信息)，当前频道信息中包含至少一未授权频道的一未授权频道信息(如多个未授权频道的信息)。收发器213用以依据未授权频道信息，以量测一当前频道的一能量信息。
请参阅图3，图3为根据本案一实施例绘示的一种传输系统300的示意图。图3的传输系统300与图2的传输系统200的不同之处在于，传输系统300还包含收发器219。收发器219用以透过一内部频道传送以接收待传输数据，并量测内部频道的内部频道信息，而处理器215更用以将内部频道信息及外部频道信息储存于数据库217中。于一实施例中，内部频道是指传输装置210与基地台eNB3之间用以建立通讯的未授权频道。
须注意的是，由于未授权频道可能被各种传输装置所占用，因此，通过未授权频道以传送数据时，传输装置210会有动态切换频道的需求；相反地，在已授权频道中，由于通信商可完全掌握频道资源，因此无需进行共存机制。据此，本案提供了一种应用于未授权频道中，可动态侦测频道占用情形的传输方法、传输装置及传输系统。
请一并参阅第2、4图，图4为根据本案一实施例绘示的一种传输方法400的流程图。
于步骤410中，处理器215开始执行先听后送(Listen Before Talk，LBT)机制。LBT机制是指在欲使用未授权频道的任何设备(如传输装置210)必须先听(侦测)，以判断此特定频道是否被占用。若此特定频道不繁忙，则传输装置210即可利用此特定频道进行传输。于一些例子中，此特定频道的占用最长只能保持10微秒，之后将被释放并重复进行LBT机制，借此可确保对此特定频道的公平访问，使得多个传输装置能够共享未授权频谱。
于一实施例中，当处理器215开始执行LBT机制时，收发器213量测当前频道的能量信息。
于一实施例中，能量信息可以是指收发器213判断当前频道的一等待时间及/或一判断次数。
于一实施例中，收发器213开始执行LBT机制后，收发器213发出判断当前频道的讯息，并透过此当前频道中的能量状态，以判断未授权频道已是否被占用，例如，收发器213判断一特定时间内累积的能量是否高于一能量门槛值。若判断特定时间内累积的能量是否高于一能量门槛值时，则于等待一段时间后，再次侦测此未授权频道是否被占用，通过重复执行这些侦测步骤，直到侦测到此未授权频道尚未被占用为止，借此可判断出未授权频道可以用以传输待传输数据的时点；此外，收发器213可将多次的等待时间一一记录并储存于数据库217中，此外，收发器213亦可将判断次数记录并储存于数据库217中。
于步骤420中，收发器213判断先听后送等待次数/时间是否超过一特定门槛值。于一实施例中，收发器213判断能量信息是否大于一触发门槛值。若收发器213判断能量信息大于一触发门槛值，则进入步骤430。若收发器213判断能量信息未大于一触发门槛值，则进入步骤435。于步骤435中，收发器213可直接进行一般上行程序，即，透过此未授权频道传输此待传输数据。
于一实施例中，收发器213发出判断当前频道的讯息后，若依据当前频道的讯息判断未授权频道已被占用，则会经过一等待时间后，再次发出判断当前频道的讯息。于一实施例中，当能量信息是指收发器213判断当前频道的一等待时间时，触发门槛值被设定为一时间门槛值。举例而言，在时间门槛值被设置为50毫秒时，若收发器213判断当前频道时所需的等待时间大于50微秒时，则进入步骤430。
于一实施例中，收发器213发出判断当前频道的讯息后，若依据当前频道的讯息判断未授权频道已被占用，则会经过一等待时间后，再次发出判断当前频道的讯息，并累计请求次数。于一实施例中，当能量信息是指收发器213进行判断当前频道的一判断次数时，触发门槛值被设定为一次数门槛值。举例而言，在次数门槛值被设置为10次时，若收发器213累计判断次数大于10次时，则进入步骤430。
于步骤430中，收发器213累加当前频道中的一能量强度，以及侦测一能量特征。请参阅图5，图5为根据本案一实施例绘示的一种能量特征的示意图。于一实施例中，在时间门槛值被设置为50微秒时，若收发器213判断当前频道的等待时间大于50微秒，则收发器213累加当前频道中的一能量强度(例如累加时间区间为此50微秒之中的能量强度)，以及侦测一能量特征。
于一实施例中，能量特征包含一频宽信息或一信号分布特征。例如为图5所示，收发器213侦测到此当前频道在频率区间IN1、IN2时具有能量出现，而在频率区间GP中没有能量出现，换言之，此当前频道的能量特征为两个频率区间IN1、IN2能量较高，而位于此两个频率区间IN1、IN2之间的频率区间GP具有能量较低的信号分布情形。
于一实施例中，在次数门槛值被设置为10次时，若收发器213判断当前频道的判断次数大于10次，则收发器213累加当前频道中的一能量强度(例如累加一特定时间区间内的能量强度)，以及侦测一能量特征。
于步骤440中，收发器213依据能量强度的一累加结果与能量特征，以判断未授权频道使用者所占用的一频谱范围。举例而言，收发器213将频率区间IN1、GP、IN2所侦测到的能量强度进行累加，以取得累加结果。
于一实施例中，由于现有的通讯系统中，已知不同的使用者会对应到不同的能量特征，例如，图5所示的能量特征为两个频率区间IN1、IN2能量较高，而位于此两个频率区间IN1、IN2之间的频率区间GP具有能量较低，收发器213可判断此种能量特征所对应到的使用者为WiFi系统。
于一实施例中，已知WiFi系统的频段范围通常大于蓝芽的频段范围，蓝芽的频段范围通常大于无线麦克风的频段范围，而无线麦克风的频段范围通常大于无线电视的频段范围。此外，各种通讯系统的传输信号的能量强度亦可能有所不同。
因此，收发器213可依据频段范围、累加结果及/或能量特征的分布状态，以判断占用未授权频道的一使用者信号。其中，使用者信号是指此未授权频道目前被占用的信号类型，例如为一Wi-Fi信号、一蓝芽信号、一无线麦克风信号或一无线电视信号。
借此，收发器213可判断出最有可能占用此未授权频道的使用者，依据此使用者的频宽，推估此未授权频道使用者可能已占用的频道范围，预测此未授权频道使用者的频道占用状况。
于步骤450中，收发器213回避频谱范围，对另一未授权频道进行量测。例如，具有LTE系统的传输装置210判断此未授权频道被具有Wi-Fi系统的另一传输装置所占用时，传输装置210的收发器213回避此未授权频道的频谱范围，不以此频谱范围传送待传输数据。
于一实施例中，收发器213选用另一未授权频道以上传此待传输数据至基地台eNB3或由基地台eNB3下载此待传输数据。于一实施例中，收发器213可通过上述步骤侦测另一未授权频道，若此另一未授权频道尚未被其他传输装置占用时，收发器213对另一未授权频道进行量测。
于步骤460中，当收发器213通过当前频道的能量侦测判断时，于当前频道传输上行数据以及量测信息至基地台eNB3。由于传输装置210并无更换传输频道的能力与权限，仅能对目标频道进行量测并回报量测信息给基地台，最终的频道切换决定权还是在基地台eNB3。因此，在此实例中，传输装置210还是会在当前频道完成数据传输，并同时上传量测信息。
于一实施例中，收发器213传送量测结果(如能量强度的累加结果、能量特征及/或频谱范围等信息)至基地台eNB3，这些量测结果可提供基地台eNB3进行通讯相关调控的应用。于一实施例中，多台传输装置可各自执行传输方法400，以将各自的量测结果提供基地台eNB3作应用。
通过上述传输方法、传输装置及传输系统可使多台传输装置在共享未授权频谱时，避免因抢用同一未授权频道，而产生相互干扰或竞争的情形。
综上，本案通过量测当前频道的能量信息及推估占用此未授权频道的使用者，可避免选择到已被其他使用者抢用的此未授权频道，并改以选用未被占用的另一未授权频道，因此，本案提供了一种有效且准确地于未授权频谱中共享无线电资源的传输方法、传输装置及传输系统。
虽然本案已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本案，任何熟悉此技艺者，在不脱离本案的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本案的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种传输装置，其特征在于，包含：
一天线，用以接收一当前频道信息，该当前频道信息中包含一未授权频道的一未授权频道信息；以及
一第一收发器，用以依据该未授权频道信息，以量测一当前频道的一能量信息；
其中，当该第一收发器判断该能量信息大于一触发门槛值时，该第一收发器累加该当前频道中的一能量强度，以及侦测一能量特征，依据该能量强度的一累加结果与该能量特征，以判断一未授权频道使用者所占用的一频谱范围，并回避该频谱范围，对另一未授权频道进行量测。
2.根据权利要求1所述的传输装置，其特征在于，该当前频道信息中还包含一内部频道信息，该传输装置还包含：
一第二收发器，用以透过一内部频道传送一待传输数据，并量测该内部频道的一内部频道信息。
3.根据权利要求2所述的传输装置，其特征在于，还包含：
一数据库；以及
一处理器，用以将该内部频道信息及一外部频道信息储存于该数据库中。
4.根据权利要求1所述的传输装置，其特征在于，该能量信息是指该第一收发器判断该当前频道的一等待时间或一判断次数。
5.根据权利要求4所述的传输装置，其特征在于，当该能量信息是指该等待时间时，该触发门槛值为一时间门槛值。
6.根据权利要求4所述的传输装置，其特征在于，当该能量信息是指该判断次数时，该触发门槛值为一次数门槛值。
7.根据权利要求1所述的传输装置，其特征在于，当该第一收发器判断该能量信息高于一触发门槛值时，该第一收发器通过量测该能量特征以判断占用该未授权频道的一使用者信号；
其中，该能量特征包含一频宽信息或一信号分布特征。
8.一种传输方法，其特征在于，包含：
通过一天线以接收一当前频道信息，该当前频道信息中包含一未授权频道的一未授权频道信息；以及
依据该未授权频道信息，以通过一第一收发器量测一当前频道的一能量信息；
其中，当该第一收发器判断该能量信息大于一触发门槛值时，该第一收发器累加该当前中的一能量强度，以及侦测一能量特征，依据该能量强度的一累加结果与该能量特征，以判断一未授权频道使用者所占用的一频谱范围，并回避该频谱范围，对另一未授权频道进行量测。
9.根据权利要求8所述的传输方法，其特征在于，该当前频道信息中还包含一内部频道信息，该传输方法还包含：
通过一第二收发器以透过一内部频道传送一待传输数据。
10.根据权利要求9所述的传输方法，其特征在于，还包含：
通过一处理器以将该内部频道信息及一外部频道信息储存于一数据库中。
11.根据权利要求8所述的传输方法，其特征在于，该能量信息是指该第一收发器判断该当前频道的一等待时间或一判断次数。
12.根据权利要求11所述的传输方法，其特征在于，当该能量信息是指该等待时间时，该触发门槛值为一时间门槛值。
13.根据权利要求11所述的传输方法，其特征在于，当该能量信息是指该判断次数时，该触发门槛值为一次数门槛值。
14.根据权利要求8所述的传输方法，其特征在于，当该第一收发器判断该能量信息高于一触发门槛值时，该第一收发器通过量测该能量特征以判断占用该未授权频道的一使用者信号，
其中，该能量特征包含一频宽信息或一信号分布特征。
15.一种传输系统，其特征在于，包含：
一基地台，用以传送一当前频道信息，该当前频道信息中包含一未授权频道的一未授权频道信息；
一天线，用以接收该当前频道信息；以及
一收发器，用以依据该未授权频道信息，以量测一当前频道的一能量信息；
其中，当该收发器判断该能量信息大于一触发门槛值时，该收发器累加该当前频道中的一能量强度，以及侦测一能量特征，依据该能量强度的一累加结果与该能量特征，以判断一未授权频道使用者所占用的一频谱范围，并回避该频谱范围，对另一未授权频道进行量测。
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