CN108282789A - LTE-U/WiFi共用未授权频段公平性保障方法 - Google Patents

LTE-U/WiFi共用未授权频段公平性保障方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种LTE‑U/WiFi共用未授权频段公平性保障方法，具体可应用于LTE‑U与WiFi共享信道资源时，WiFi用户端通过全双工模式对信道状态进行实时监测，使用能量检测方法对信号进行抽样并得出平均能量，将获得的平均能量与两个阈值进行比较，从而决定WiFi用户是否退避。该方法可以有效改善WiFi性能衰减的问题，从而保证LTE‑U与WiFi在未授权频段共存的公平性，并可通过改变双门限范围使得LTE‑U与WiFi网络在共存系统中适应动态变化的网络环境，提高整体系统的吞吐量。

Description

LTE-U/WiFi共用未授权频段公平性保障方法
技术领域
本发明涉及5G技术中频谱扩展的方法，具体涉及在LTE-U与 WiFi共同使用未授权频段时保障公平性的方法，属于通信技术领域。
背景技术
随着移动通信业务的迅速增长，授权频谱资源的匮乏问题是 无线通信面临的巨大挑战。越来越多的运营商期望扩展频谱资源。我 们将LTE的运营扩展到未授权频段(LTE-U)，这就面临在该频段与 其他网络系统(像WiFi系统)共享资源的问题。那么我们重点考虑LTE-U/WiFi共同使用未授权频段时需解决的公平性问题。
当LTE-U与WiFi网络系统均采用载波侦听方法在未授权频段进 行传输时，由于两个系统的不同步，极有可能出现同时空闲或同时忙 碌的现象发生。当WiFi端设备采用全双工模式感知LTE-U信号，可 以及时退避以避免碰撞，但是会造成WiFi系统的性能衰减。
为了使LTE-U与WiFi网络系统在未授权频段公平传输，需要设 计一种适用于两者公平共存的方案。
发明内容
为解决上述两种网络共存的公平性问题，本发明的目的在于提供 一种适用于LTE-U与WiFi两种网络共享信道资源时共用未授权频段 公平性保障的办法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种网络共享信道资源时保证公平性的方法，其特征在于，在两 种网络信道资源共享未授权频段时，其中一种信道资源用户的用户端 通过全双工模式对信道状态进行实时监测，使用能量检测方法对信号 进行抽样并得出平均能量，将获得的平均能量与两个能量检测门限a、 b进行比较，从而决定该用户是否退避，其中a<b。
具体的，是在LTE-U和WiFi共享信道资源时，WiFi用户端通过 全双工模式对信道状态进行实时监测，使用能量检测方法对信号进行 抽样并得出平均能量，将获得的平均能量与两个阈值进行比较，从而 决定WiFi用户是否退避。
本发明还提供一种共用未授权频段公平性的方法装置，包括：
监测装置，用于在两种网络信道资源共享未授权频段时，其中一 种信道资源用户的用户端通过全双工模式对信道状态进行实时监测；
抽样计算装置，用于使用能量检测方法对信号进行抽样并得出平 均能量；
比较装置，用于根据所述抽样计算装置获得的平均能量与两个能 量检测门限a、b进行比较，其中a<b；
决策装置，用于决定该用户是否退避。
具体的，是在LTE-U和WiFi共享信道资源时，WiFi用户端通过 全双工模式对信道状态进行实时监测，使用能量检测方法对信号进行 抽样并得出平均能量，将获得的平均能量与两个阈值进行比较，从而 决定WiFi用户是否退避。
本发明的有益之处在于：
1、可以有效改善WiFi性能衰减的问题，从而保证LTE-U与WiFi 在未授权频段共存的公平性。
2、可以通过改变双门限范围使得LTE-U与WiFi网络在共存系 统中适应动态变化的网络环境，提高整体系统的吞吐量。
附图说明
图1是单门限能量检测方案概略图
图2是本发明的双门限能量检测方案概略图
图3是本发明的LTE-U/WiFi网络公平性共存方案的流程图
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
在本发明中，引入了两个能量检测门限a、b，其中a<b。首先假 设全双工模式下的WiFi端设备对接收端的信号进行采样得到其平均 能量Y,将Y与两个能量检测门限进行比较，从而判断当前信道状态 (空闲或忙碌)，此过程中假设干扰处理良好，对主信号影响忽略不 计，那么信道的状态即代表LTE-U的活跃状态。图1和图2分别给 出了传统的单门限能量检测方法和本发明提出的双门限能量检测方 法的比较图。
在传统的能量检测方法中(参考图1)，当检测到的平均能量超出 门限值，则认为信道处于忙碌状态，即LTE-U活跃状态。在该方案 中，改变门限值将会单向增大或减小某一网络系统的活跃范围，无法 使得整个系统提高吞吐量。
而本发明提出的双门限检测方案可以改善上述问题(参考图2)， 当检测到的平均能量处于两门限之间，我们认为LTE-U处于活跃状 态,当能量超出该范围，认为信道空闲可以使用。
下面结合公平性方案的流程框图对本发明进行解释说明(参考图 3)。
当WiFi需要传输数据时，首先对信道进行侦听，检测其是否空闲； 当WiFi正在使用当前信道C进行传输时，采用全双工模式，在传输 同时进行频谱感知，检测LTE-U传输队列的到来。
(1)当Y<a,说明信道中没有LTE-U数据包传输，此时判断信道空闲， WiFi可以使用该信道进行传输；
(2)当a<Y<b，根据上述双门限检测方案，认为信道中有活跃的 LTE-U信号，所以信道可判定为忙碌，WiFi用户需要进入退避阶段 或重新寻找空闲信道；
(3)当Y>b,说明信道中传输LTE-U数据过量，严重影响到WiFi传 输性能，因而判定信道为空闲，WiFi用户可以继续使用当前信道继 续传输。
此外，本发明中引入的能量检测双门限可以通过改变范围来适应 LTE-U与WiFi网络规模的改变，使频谱资源得到更大化的利用。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等 同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范 围内。

Claims (10)

1.一种共用未授权频段公平性保障的方法，其特征在于，在两种网络信道资源共享未授权频段时，其中一种信道资源用户的用户端通过全双工模式对信道状态进行实时监测，使用能量检测方法对信号进行抽样并得出平均能量，将获得的平均能量与两个能量检测门限a、b进行比较，从而决定该用户是否退避，其中a<b。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两种网络信道资源分别为：LTE-U和WiFi，所述其中一种信道资源用户的用户端通过全双工模式对信道状态进行实时检测，具体的是WiFi用户端通过全双工模式对信道状态进行实时监测。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述两个能量检测门限a、b是可变的，从而通过改变门限范围使得LTE-U和WiFi网络在共存系统中适应动态变化的网络环境。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当检测到的平均能量处于两个能量检测门限a、b之间时，认为LTE-U处于活跃状态，当能量超出该范围，认为信道空闲可以使用，具体步骤如下：判断平均能量是否小于a，若是，则当前信道空闲，WiFi使用当前信道进行传输；若平均能量大于a，继续判断平均能量是否小于b，若是，则当前信道忙碌，WiFi进入退避阶段并保持对信道的监听；若平均能量大于b，则当前信道空闲，WiFi使用当前信道进行传输。
5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，所述WiFi用户端通过全双工模式对信道状态进行实时监测前还包括：仅当WiFi用户试图寻找空闲信道进行数据传输时，才进行WiFi用户端通过全双工模式对信道状态进行实时监测，否则，不进行所述全双工模式对信道状态的实时监测。
6.一种共用未授权频段公平性保障的装置，其特征在于，包括：
监测装置，用于在两种网络信道资源共享未授权频段时，其中一种信道资源用户的用户端通过全双工模式对信道状态进行实时监测；
抽样计算装置，用于使用能量检测方法对信号进行抽样并得出平均能量；
比较装置，用于根据所述抽样计算装置获得的平均能量与两个能量检测门限a、b进行比较，其中a<b；
决策装置，用于决定该用户是否退避。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述两种网络信道资源分别为：LTE-U和WiFi，所述监测装置具体用于WiFi用户端通过全双工模式对信道状态进行实时监测。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述比较装置中，所述两个能量检测门限a、b是可变的，从而通过改变门限范围使得LTE-U和WiFi网络在共存系统中适应动态变化的网络环境。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述决策装置还用于确定：当检测到的平均能量处于两个能量检测门限a、b之间时，认为LTE-U处于活跃状态，当能量超出该范围，认为信道空闲可以使用。
10.根据权利要求7-9任一项所述的装置，其特征在于，还包括判断装置，用于在所述WiFi用户端通过全双工模式对信道状态进行实时监测前，判断是否有WiFi需要传输数据，并在判断结果为是时，进行WiFi用户端通过全双工模式对信道状态进行实时监测，否则，不进行所述全双工模式对信道状态的实时监测。
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