CN109587820A - 借助于来自WiFi的载波侦听的增强型LAA收发器 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“借助于来自WiFi的载波侦听的增强型LAA收发器”。本发明公开了一种方法，其中用户设备(“UE”)以载波聚合模式操作，并且连接至在许可频带上操作的第一小区和在未许可频带上操作的第二小区。所述方法可包括所述UE在所述未许可频带上执行载波侦听操作，根据所述载波侦听操作确定所述未许可频带将被占用的持续时间，在所述未许可频带将被占用的所述持续时间内避免将数据传输至所述未许可频带上的所述第二小区，并且在所述未许可频带将被占用的所述持续时间内将与所述第二小区通信的发射器设置为低功率模式。

Description

借助于来自WiFi的载波侦听的增强型LAA收发器
优先权/以引用方式并入
本专利申请要求于2017年9月29日提交的标题为“Enhanced LAA Transceiverwith Aid of Carrier Sensing from WiFi”的美国临时专利申请62/565,553的优先权，该美国临时专利申请的全部内容以引用方式并入本文。
背景技术
许可辅助接入使用载波聚合将许可频谱中的LTE传输与未许可频谱中的LTE传输相结合。未许可频谱(诸如5GHz频谱)在使用除LTE之外的网络(诸如使用WiFi连接的无线本地接入网络)的无线通信设备之间共享。为了避免干扰并促进共享未许可频谱的无线通信设备之间的共存，使用许可辅助接入的用户设备可首先检查未许可频谱上的期望信道以确定信道是繁忙的还是空闲的。这被称为先听后讲协议。
先听后讲协议基于能量检测，该能量检测确定期望信道上的信号的功率是否高于阈值。然而，基于能量的检测是不可靠的，并且受到某种干扰。另外，基于能量的检测不能确定期望信道将保持繁忙多长时间。这可导致未许可频谱上的传输冲突，以及导致用户设备低效利用其许可辅助接入发射器/接收器，这会导致传输失败和电池性能差。
发明内容
在一些示例性实施方案中，公开了一种方法，其中用户设备(“UE”)以载波聚合模式操作并且连接至在许可频带上操作的第一小区和在未许可频带上操作的第二小区。该方法可包括UE在未许可频带上执行载波侦听操作，根据载波侦听操作确定未许可频带将被占用的持续时间，在未许可频带将被占用的持续时间内避免将数据传输至未许可频带上的第二小区，并且在未许可频带将被占用的持续时间内将与第二小区通信的发射器设置为低功率模式。
在其他示例性实施方案中，公开了一种用户设备(UE)。UE包括收发器和蜂窝芯片，其中该收发器和该蜂窝芯片被配置为以载波聚合模式操作，其中UE连接至在许可频带上操作的第一小区和在未许可频带上操作的第二小区。UE还包括工业、科学和医疗(ISM)芯片，该ISM芯片被配置为执行未许可频带的载波侦听操作，其中蜂窝芯片或ISM芯片中的一者还被配置为基于来自载波侦听操作的信息、未许可频带将被占用的持续时间来确定，并且其中蜂窝芯片和收发器在未许可频带将被占用的持续时间内避免在未许可频带上向第二小区传输数据。
在更进一步的示例性实施方案中，公开了一种方法，其中主小区将许可频带上的主分量载波(“PCC”)提供至用户设备(“UE”)，并且控制将辅分量载波(“SCC”)提供至未许可频带上的UE的辅小区。该方法包括接收用于未许可频带的载波侦听信息，基于该载波侦听信息确定未许可频带将被占用的持续时间，并且在未许可频带将被占用的持续时间内，避免在未许可频带上调度第二小区到UE的任何传输。
附图说明
图1示出了根据本文所述的各种示例性实施方案的网络布置。
图2示出了根据本文所述的各种示例性实施方案的用户设备。
图3示出了根据本文所述的各种示例性实施方案的与四个设备相关的载波侦听的示例。
图4示出了根据本文所述的各种示例性实施方案的eNB使用载波侦听来增强LBT功能的方法。
图5示出了根据本文所述的各种示例性实施方案的UE使用载波侦听来增强LBT功能的方法。
图6示出了根据本文所述的各种示例性实施方案的UE 110使用载波侦听来延长电池寿命的方法。
图7示出了根据本文所述的各种示例性实施方案的基站。
具体实施方式
参考以下描述及相关附图可进一步理解示例性实施方案，其中类似的元件具有相同的附图标号。示例性实施方案涉及用于增强由用户设备(“UE”)和基站使用的先听后讲(“LBT”)协议的设备、系统和方法。
首先，需注意，示例性实施方案是关于许可辅助接入(“LAA”)来描述的。LAA指的是锚定到主分量载波的传输，在许可频谱上操作，其中辅分量载波可在载波聚合框架中在未许可频谱上操作。未许可频谱(例如，2.4GHz、5GHz)主要用于WiFi连接和传输。这样，未许可频谱在使用无线本地接入网络(“WLAN”)(诸如WiFi或蓝牙)的无线通信设备与使用具有LAA能力的LTE网络的无线通信设备之间共享。这可导致共享未许可频谱的无线通信设备之间的潜在干扰，因为两个网络可同时以相同频率进行传输。为了解决该问题，以LAA容量在LTE网络上运行的无线通信设备可利用LBT协议与在WLAN上运行的无线通信设备共存。LBT协议可使无线通信设备能够于在期望信道上传输任何数据之前检测未许可频谱的期望信道是否被占用。
当前的LBT协议基于能量检测。例如，支持LTE-LAA的设备可确定在期望的未许可信道上检测到的信号的信号强度是否超过预先确定的阈值。当信号强度超过预先确定的阈值时，可表明期望信道繁忙。否则，当信号强度不超过预先确定的阈值时，可表明期望信道空闲并且适合于传输。
然而，基于能量检测的LBT协议具有显著的缺陷。在第一示例中，基于能量检测的LBT协议不能抵抗所有类型的干扰，并且特别地，非常容易受到窄带干扰和杂散发射的影响。干扰可导致信号功率的增加或减少，这可导致信号无意地越过或无法越过预先确定的阈值。继而，这可产生关于信道是繁忙还是空闲的错误指示。
在第二示例中，基于能量检测的LBT协议不能预测介质可被占用多长时间，这意味着基于能量检测的LBT协议不是预测性的。这可导致UE以比未许可信道繁忙的持续时间内所需的更高的功率(例如，高功率模式)操作其LAA收发器。在第三示例中，基于能量检测的LBT协议使得难以设置阈值来在误检测和误报率之间进行平衡。
示例性实施方案提供了通过使用载波侦听来增强LBT协议的第一机制。如下面将更详细描述的，载波侦听或进行载波侦听是一种协议，其中设备监听共享介质(例如，监听未许可频谱的频带/信道上的无线信号)以确定另一设备是否是在该介质上进行传输。本领域的技术人员应当理解，术语“介质”、“信道”和“频带”是指射频频谱的频率范围，其包括许可频谱和未许可频谱，并且这些术语可以互换使用，以描述频率范围。
另外，需注意，示例性实施方案是关于UE来描述的。然而，UE的使用仅仅是出于说明的目的。示例性实施方案可与任何电子部件一起使用，该电子部件可与网络建立连接并且配置有硬件、软件和/或固件以执行某些操作诸如发射、接收等。因此，UE如本文所述用于表示任何电子部件。
此外，需注意，示例性实施方案是关于蜂窝网络作为长期演进(“LTE”)网络进行描述的。LTE网络将被描述为具有LAA功能，其利用未许可频谱(例如，5GHz)与UE交换数据。本领域的技术人员将理解LAA是载波聚合(“CA”)的子集。利用CA，UE可与用作主服务小区(“PCell”)的网络部件和用作辅服务小区(“SCell”)的至少一个另外的网络部件相关联。PCell可控制UE与对应于PCell的网络之间的数据交换方式。当UE具有CA能力时，CA功能使PCell和另外的SCell能够组合带宽以与UE交换数据。因此，PCell可为待交换的数据提供总带宽的第一部分，而SCell可提供总带宽的第二部分。利用LAA，PCell提供许可频谱中的总可用带宽的第一部分，并且至少一个SCell提供未许可频谱(例如，5GHz)中的总可用带宽的另一部分。本领域的技术人员将理解，示例性实施方案可利用PCell和任何数量的SCell用于CA功能。然而，示例性实施方案可应用于包括类似于LTE网络提供的CA和/或LAA的功能的任何网络。
示例性实施方案还涉及LAA SCell可利用未许可频谱中的5GHz频带在eNB与UE之间交换数据的场景。如上所述，用于确定未许可频谱中的信道是繁忙还是空闲的当前协议可导致对信道的干扰以及不必要地耗尽UE的电池。因此，示例性实施方案解决了这些缺陷。然而，再次，需注意，对特定频带(例如，2.4GHz和5GHz)、特定网络(例如，LTE)和特定基站(例如，eNB)的引用仅用于例示性目的。示例性实施方案可应用于有线或无线通信设备同时使用相同频率的任何场景。
图1示出了根据示例性实施方案的示例性网络布置100。示例性网络布置100包括UE 110。本领域的技术人员将理解，UE 110可为被配置为经由网络通信的任何类型的电子部件，例如，移动电话、平板电脑、台式计算机、智能电话、平板手机、嵌入式设备、可穿戴设备、物联网(IoT)设备等。还应当理解，实际网络布置可包括由任意数量的用户使用的任意数量的UE。因此，出于说明的目的，只提供了具有单个UE 110的示例。
UE 110可被配置为与一个或多个网络直接通信。将关于网络为具有LAA功能的LTE无线电接入网络(LTE-RAN 120)来描述示例性实施方案。然而，LTE-RAN 120的使用仅仅是示例性的，并且示例性实施方案可应用于可利用LAA(例如，5G新无线电部件)与UE 110通信的任何网络，或者可在未许可频谱中与UE 110通信的任何网络。还应当理解，UE 110还可以与其他类型的网络(例如，传统无线电接入网络(“RAN”)、无线本地接入网络(“WLAN”)，诸如WLAN 124等)进行通信，并且UE 110还可通过有线连接与网络通信。关于示例性实施方案，UE 110可与LTE-RAN 120建立连接。例如，UE 110可具有LTE芯片组并且经由基站与LTE-RAN120通信。
LTE-RAN 120是可由蜂窝提供商(例如，Verizon、AT&T、Sprint、T-Mobile等)部署的蜂窝网络的一部分。LTE-RAN 120可包括例如基站(例如，节点B、eNodeB、HeNB、eNBS、小小区、毫微微小区、微微小区、微小区等)，这些基站被配置为从配备有适当蜂窝芯片组的UE发送和接收流量。
UE 110可经由PCell 122A连接至LTE-RAN 120。本领域的技术人员将理解，可执行使UE 110经由PCell 122A连接至LTE-RAN 120的任何相关过程。例如，如上文所论述的，可使LTE-RAN 120与蜂窝提供商相关联，在提供商处，UE 110和/或其用户具有协议和凭据信息(例如，存储在SIM卡上)。一旦检测到了LTE-RAN 120的存在，UE 110就可以传输对应的凭据信息，以便与LTE-RAN 120相关联。更具体地讲，UE 110可以关联PCell 122A。本领域的技术人员将理解，当首次连接至LTE-RAN 120时，可能不会激活CA。因此，PCell 122A可以仅被称为小区，因为此时没有其他辅小区是活动的。
PCell 122A可控制用于交换数据的机制，尤其是如何向UE 110传输数据以及如何由所述UE接收数据。当UE 110具有载波聚合(“CA”)能力时，CA功能使PCell 122A能够将带宽与至少一个另外的小区组合以与UE 110交换数据。PCell 122A可以是在许可频谱中与UE110通信的任何类型的小区。因此，利用CA，PCell 122A可为待交换的数据提供总带宽的第一部分，而至少一个另外的SCell 122B可提供总带宽的第二部分。
网络布置100可利用LAA。本领域的技术人员将理解，LAA是一种CA，其中至少一个另外的小区(例如，SCell 122B)在未许可频谱中操作。例如，PCell 122A可在许可频谱中操作，并且可向UE 110提供第一带宽，而SCell 122B可在未许可频谱中操作，并且可向UE 110提供第二带宽。因此，PCell 122A提供许可频谱中的第一带宽，并且SCell 122B提供未许可频谱中的第二带宽，以提供UE 110的总可用带宽。重要的是需注意，对单个SCell 122B的引用仅仅是示例性的，并且LAA功能可包括在许可频谱或未许可频谱的任何组合上操作的多个SCell。因此，网络布置100可包括在未许可频谱中操作的SCell 122B，并且可包括在许可频谱或未许可频谱中操作的多个其他SCell。另外，重要的是需注意，可在UE 110与LTE RAN120之间的上行链路和下行链路两者中执行LAA功能。因此，UE 110可在上行链路和下行链路中的未许可频谱中与SCell 122B通信。
如上所述，SCell 122B可以是能够在未许可频谱中操作的小区，诸如小小区、毫微微小区、微微小区、微小区等。因此，SCell 122B可以是可在未许可频谱中与UE 110通信的任何类型的小区。利用LAA，SCell 122B可在未许可频谱中通过5GHz频带进行通信。还应当注意，单个基站可包括PCell 122A和SCell 122B。此外，SCell 122B还可以是不包括PCell122A或独立设备的另一基站的一部分。
网络布置100还包括蜂窝核心网130、互联网140、IP多媒体子系统(IMS)150和网络服务主干160。蜂窝核心网130可被视为管理蜂窝网络的操作和流量的部件的互连集合。蜂窝核心网130还管理在蜂窝网络与互联网140之间流动的流量。IMS 150通常可被描述为用于使用IP协议将多媒体服务递送至UE 110的架构。IMS 150可与蜂窝核心网130和互联网140通信以将多媒体服务提供至UE 110。网络服务主干160与互联网140和蜂窝核心网130直接地或间接地通信。网络服务主干160可通常被描述为一组部件(例如，服务器、网络存储布置等)，其实施一套可用于扩展UE 110与各种网络通信的功能的服务。
网络布置100还可包括连接至WLAN 124的另一UE 112。WLAN 124可包括任何类型的无线局域网(WiFi、热点、IEEE 802.11x网络等)。本领域的技术人员将理解，UE 112可通过未许可频谱(例如，5Ghz)来与WLAN 124通信。
图2示出了根据各种示例性实施方案的示例性UE 110。UE 110可以是被配置为经由网络通信的任何类型的电子部件，例如移动电话、平板电脑、台式计算机、智能电话、平板手机、嵌入式设备、可穿戴设备、物联网(IoT)设备等。UE 110可被配置为使用各种不同的频率进行无线通信。也就是说，UE 110包括对应于各种频率和将在其中执行无线通信的无线通信网络的部件。因此，UE 110被配置为启用在单个设备内在多个无线技术之间的共存。UE110可包括应用处理器205、存储器布置210、显示设备215、其他部件220和收发器225。
处理器205可被配置为执行UE 110的多个应用。应当注意，由处理器205执行的应用(例如，程序)仅是示例性的。还可将与应用相关联的功能表示为UE 110的独立结合部件，或者可为耦接到UE 110的模块化部件，例如，具有或不具有固件的集成电路。例如，集成电路可包括用于接收信号的输入电路和用于处理信号和其他信息的处理电路。此外，在一些UE中，将针对处理器205描述的功能在两个处理器之间拆分，即，基带处理器和应用处理器。可以按照UE的这些或其他配置中的任何配置实施示例性实施方案。
存储器210可为被配置为存储与由UE 110执行的操作相关的数据的硬件部件。具体地讲，存储器布置210可存储无线操作数据(例如，芯片操作的频率)。显示设备215可以是被配置为向用户显示数据的硬件部件。其他部件220可包括至少一个天线、电源、输入/输出设备等。
收发器225可以是被配置为发送和/或接收数据的硬件部件。也就是说，收发器225可基于网络的工作频率直接或间接地通过网络来实现与其他电子设备的通信。收发器225可在与蜂窝网络和WiFi网络相关的各种不同频率上操作。收发器225还可执行用于短距离通信的无线功能(诸如蓝牙)。因此，收发器225可包括用于与蜂窝网络相关的无线功能的蜂窝芯片230。收发器225还可包括用于与WiFi网络相关的无线功能的WiFi芯片235。因此，WiFi芯片235可在工业、科学和医疗(ISM)频带中操作。将关于在2.4GHz ISM频带和5GHzISM频带中操作的WiFi芯片235来描述示例性实施方案。然而，对2.4GHz频带和5GHz频带的引用仅用于例示性目的，并且WiFi芯片235可利用ISM频带的任何部分。
收发器225还可包括一个或多个发射器和一个或多个接收器。每个发射器和每个接收器可拥有或被分配用于发射和接收的不同功能。在示例性实施方案中，第一发射器/接收器可被分配用于在许可频谱上向PCell 122A发射以及从所述PCell接收，而第二发射器/接收器可被分配用于在未许可频谱上从SCell 122B发射和接收。在下面讨论的示例性实施方案中，被分配用于发射至PCell 122A以及从所述PCell接收的发射器/接收器可称为LTE收发器/接收器，并且被分配用于发射至SCell 122B以及从所述SCell接收的发射器/接收器可称为LTE-LAA收发器/接收器。应当理解，收发器225可具有任意数量的具有任意数量的功能并且可用于任何数量的目的的发射器和接收器。
UE 110的部件可被设置为集成电路板(IC)。因此，蜂窝芯片230、WiFi芯片235和应用处理器205可被设置为IC，其中在这些部件之间也可以存在路径。例如，蜂窝路径245可被设置为将蜂窝芯片230连接至应用处理器205，而WiFi路径250可被设置为将WiFi芯片235连接至应用处理器205。在另一示例中，可设置WCI路径255以将蜂窝芯片230连接至WiFi芯片235。本领域的技术人员将理解蜂窝芯片230、WiFi芯片235和应用处理器205设置在IC上的方式以及为互连提供路径245、250、255的方式。因此，路径245、250、255为将在UE 110的部件之间交换的数据提供示例性的相应方式。本领域的技术人员应当理解，蜂窝芯片230和WiFi芯片235不必是收发器225的一部分。
如上所述，收发器225可在各种不同的频率上操作。蜂窝芯片230可提供与蜂窝网络(例如，LTE-RAN 120)相关的功能。利用LAA，蜂窝芯片230可利用未许可频谱中的5GHz频带来与网络通信。WiFi芯片235可提供与WiFi网络(例如，WLAN 124)相关的功能。
无线共存接口(WCI)路径255可在蜂窝芯片230和WiFi芯片235之间传输消息。在该示例中，在这些部件之间建立直接连接以便交换消息。消息可以是WCI-2消息，并且可涉及对应于蜂窝芯片230和WiFi芯片235的操作的信息。本领域的技术人员将理解，WCI是可用于促进蜂窝芯片230与WiFi芯片235之间的通信的接口的一个示例。因此，示例性实施方案可应用于可在蜂窝芯片230和WiFi芯片235之间交换信息的任何类型的接口。
图7示出了根据本文所述的各种示例性实施方案的基站700。在该示例中，基站700包括参考网络布置100描述的主小区122A和辅小区122B。然而，这仅是示例性的，因为主小区122A和辅小区122B可包括在独立的基站中，可以是独立设备等。
基站700的小区122A和122B中的每一者可分别包括基带处理器710、730并分别包括收发器720、740。本领域的技术人员将理解，小区122A和122B还可包括其他部件，诸如存储器布置、显示设备、电源、输入连接和输出连接、天线布置等。
基带处理器710和730可被配置为至少执行本文针对小区122A和122B描述的功能。这些功能可被实现为由基带处理器710和730执行的应用(例如，程序)，可经由单独的并入部件来实现，或者可以是模块化部件，例如，具有或不具有固件的集成电路。例如，集成电路可包括用于接收信号的输入电路和用于处理信号和其他信息的处理电路。可按照小区的这些或其他配置中的任何配置来实施示例性实施方案。
收发器720和740可以是被配置为发射和/或接收数据的硬件部件。也就是说，收发器225可基于网络的工作频率直接或间接地通过网络来实现与其他电子设备(例如，UE110)的通信。收发器225可在与蜂窝网络相关的各种不同频率上操作。如上所述，在该示例性实施方案中，主小区122A的收发器720能够经由许可频带进行通信，并且辅小区122B的收发器740能够经由未许可频带进行通信。
载波聚合
UE 110可以是启用了载波聚合(“CA”)的。如上所述，启用CA的网络可包括将主分量载波(PCC)提供至UE 110的主服务小区(例如，PCell 122A)和将辅分量载波(SCC)提供至UE 110的至少一个辅服务小区(例如，SCell 122B)。例如，UE 110可与用作PCell 122A的网络部件(例如，eNB)相关联。PCell 122A可控制与UE 110交换数据的方式，诸如确定何时为UE 110给出上行链路和下行链路准许。PCell 122A还可控制用于交换数据的机制，尤其是如何向UE 110传输数据以及如何由所述UE接收数据。当UE 110具有CA能力时，CA功能使PCell 122A和SCell 122B能够组合带宽以与UE 110交换数据。还可基于吞吐量要求来配置和激活SCell 122B。因此，利用CA，PCell 122A可为待交换的数据提供总带宽的第一部分，而SCell 122B可提供总带宽的第二部分。PCell和单个SCell可被称为双重CA组合(两个载波)，并且可用于提供总可用带宽。为了进一步增加将与UE交换的数据的总可用带宽，可并入附加的SCell。PCell和两个SCell可被称为三重CA组合，并且可用于提供总可用带宽。PCell和三个SCell可被称为四重CA组合，并且还可用于提供总可用带宽。
使用CA功能，基站(例如，eNB)可用作PCell 122A和任何或所有SCell(例如，122B)。另选地，基站可用作PCell 122A，而一个或多个另外的基站可用作一个或多个SCell。例如，在三重CA组合中，第一基站可用作PCell 122A和第一SCell 122B，并且第二基站可用作第二SCell。
载波侦听
WiFi网络(例如，WLAN 124)不预留资源以促进通信。特别地，WiFi网络不传递令牌，保留具有位映射的介质或使用其他控制机制来指示哪些站可有权限发射。这样，为了避免多个无线设备之间的传输干扰或冲突，WiFi网络可实现载波侦听。载波侦听是无线设备监听共享介质(例如，监听未许可频谱上的无线信号)来确定信道是繁忙还是空闲的协议。
载波侦听的第一功能可以是空闲信道评估(“CCA”)。CCA是一种物理载波侦听机制，用于监听信道上所接收的能量，以确定信道是空闲还是繁忙的。例如，如果所接收的能量(该所接收的能量可与在信道上正在传输的信号的传输功率有关)超过预先确定的阈值，则可确定信道繁忙。然而，如果所接收的能量不超过预先确定的阈值，则可确定信道空闲。另选地，CCA可检测和解码信道上的传输以确定信道是否繁忙。对此将在下面更详细地描述。
当确定信道空闲时，虚拟载波侦听请求发送/清除发送(“RTS/CTS”)协议可用作进一步的冲突避免机制。RTS/CTS协议是源设备与目标设备之间的握手。特别地，源设备可通过信道将RTS帧发射至目标设备。然后，目标设备可通过在目标设备的区域中发射指示信道是空闲的CTS帧来进行响应。RTS帧和CTS帧均包含可被编码的持续时间字段。RTS帧和CTS帧的持续时间字段包括源设备与目标设备之间的计划交换的持续时间，该持续时间可解释数据的传输、确认(“ACK”)和任何其他数据的传输。传输的适当间隔所需的持续时间还可在规范(例如，第三代合作伙伴计划(3GPP)技术规范(TS))中预定义。持续时间字段还可用于被称为网络分配向量(“NAV”)的载波侦听的另一功能中。
NAV是虚拟载波侦听机制，其可由无线设备(诸如UE 110或PCell 122A)使用，以设置介质将保持繁忙的时间。具体地讲，UE 110和/或PCell 122A可经由CCA或其他方法窥探在源设备和目标设备之间交换的RTS/CTS分组。然后，UE 110和/或PCell 122A能够提取介质将保持繁忙的持续时间，并且设置反映持续时间的NAV定时器值(例如，计数器)。在持续时间期间，UE 110和/或PCell 122A可避免在繁忙信道上进行传输。
本领域的技术人员应当理解，可使用其他虚拟载波侦听机制或协议。例如，自我CTS协议可用作冲突避免机制。具体地讲，自我CTS协议可涉及无线通信设备向其自身传输CTS帧。如上所述，CTS帧可具有可在NAV机制中使用的持续时间字段。
图3示出了与四个设备相关的载波侦听的示例性实施方案。在该示例中，可认为设备A是在未许可频带中与设备B通信的UE 112，设备B可以是例如WLAN 124的接入点。设备C可以是UE 110，其被配置为使用许可频带经由PCell 122A，并且使用未许可频带经由SCell122B与LTE-RAN 120通信。出于该示例的目的，可认为PCell 122A是设备D并且具有直接或间接地在未许可频带中侦听的能力。
设备A(例如，UE 112)可在未许可频带中的信道上向设备B传输RTS帧。设备C(例如，UE 110)可窥探RTS帧，解码并读取RTS帧的持续时间字段，并且设置指示RTS帧的持续时间字段的NAV定时器值。在接收到RTS帧时，设备B可将CTS帧传输至设备A。设备D(例如，PCell 122A)还可窥探CTS帧，解码并读取CTS帧的持续时间字段，并且设置指示CTS帧的持续时间字段的NAV定时器值。因此，当设备A通过信道向设备B传输数据，并且设备B通过信道将ACK转换到设备A时，设备C和D将知道信道将保持繁忙的持续时间，并且可基于该信息避免在信道上使用。本领域的技术人员应当理解，如本公开中所讨论的那样，载波侦听可涉及虚拟载波侦听(诸如CTS/RTS协议)，以及物理载波侦听(诸如CCA)。
方法
图4示出了根据本文描述的各种实施方案的使用载波侦听来增强LBT功能的PCell122A的方法400。在示例性实施方案中，PCell 122A可在许可频谱的频带上连接至UE 110，此后是许可频带，并且SCell 122B可在未许可频谱的频带上连接至UE 110，此后是未许可频带。应当注意，PCell 122A将执行方法400中公开的操作。然而，方法400中讨论的一个或多个操作可由SCell 122B执行。
在405中，PCell 122A可执行未许可频带的载波侦听。在示例性实施方案中，PCell122A可执行未许可频带的CCA(空闲信道评估)。具体地讲，PCell 122A可在UE 110连接至SCell 122B的信道上窥探由其他无线设备(例如，UE 112)正在传输的RTS和CTS帧。
在另一示例性实施方案中，PCell 122A可将载波侦听(例如，窥探)委托给SCell122B。例如，SCell 122B可执行对未许可频带的窥探，并且将从所述窥探收集的信息传输至PCell 122A。应当理解，PCell 122A还可以将窥探委托给另一个小区或伴随接入点(“AP”)。例如，PCell 122A可将窥探委托给位于PCell 122A与UE 110之间的毫微微小区。这可允许更好地窥探与PCell 122A和UE 110两者有关的区域。如果另一个小区或AP用于侦听功能，则可经由通用异步接收器-发射器(“UART”)或其他类型的通信将结果传送至PCell 122A。
在410中，PCell 122A可确定是否已经窥探了RTS或CTS帧。如果还没有窥探RTS或CTS帧，则PCell 122A可行进至415并确定未许可频带是空闲的。这样，PCell 122A可在未许可频带上经由SCell 122B调度UE 110的传输。然后，PCell 122A可循环回到405以再次执行未许可频带的载波侦听或者从SCell 122B或其他相关联的AP接收载波侦听信息。
如果已经窥探了RTS或CTS帧，则PCell 122A可行进至420并解码帧的持续时间字段。然后，PCell 122A可基于帧的持续时间字段设置NAV定时器值。如上所述，持续时间字段可指示未许可频带可保持繁忙多长时间并且可将NAV定时器值设置为对应于该时间。这样，PCell 122A可不经由SCell 122B调度未许可频带上的传输。应当注意，SCell 122B或其他设备在执行载波侦听时也可以执行解码并将该解码的信息传递给PCell 122A。
因此，在425中，SCell 122B可在NAV定时器值的持续时间内将其LTE-LAA发射器置于低功率模式，因为PCell 122A将不会在NAV定时器的持续时间内经由SCell 122B调度至UE 110的任何下行链路传输。在另一示例性实施方案中，PCell 122A可指示SCell 122B将其LTE-LAA发射器置于低功率模式，直到确定未许可频带空闲或者直到SCell 122B切换到不同的未许可频带为止。
应当理解，使用CCA来窥探RTS/CTS帧并解码RTS/CTS帧是用于检测繁忙频带的比基于能量的LBT更可靠且稳健的方法。这是因为，如上所述，基于能量的LBT可经历信号功率波动并且由于信道损害或噪声/干扰而错误地越过繁忙/空闲阈值的情况，而解码RTS/CTS帧需要特定的预定义过程。
在430中，PCell 122A可将从持续时间字段解码的数据传输至UE 110。在示例性实施方案中，可经由控制信道诸如物理下行链路控制信道(“PDDCH”)来传输数据，该数据可携带由PCell 122A提供的PCC的下行链路控制信息(“DCI”)，诸如睡眠DCI。如上所述，PCell122A可经由许可频谱的频带在主分量载波上连接至UE 110。
应当理解，由PCell 122A传输至UE 110的数据可取决于UE 110的能力。在第一示例中，UE 110可被配备为使用持续时间字段数据来确定NAV定时器值。这样，PCell 122A可将从持续时间字段解码的数据传输至UE 110，并且UE 110可基于所接收的数据确定NAV定时器值，并且在NAV定时器值的持续时间内将其LTE-LAA接收器置于低功率模式。在第二示例中，UE 110可不配备为基于持续时间字段数据来设置NAV定时器值。这样，PCell 122A可传输指示UE 110在指定持续时间内将其LTE-LAA接收器置于低功率模式的数据。指定持续时间可由PCell 122A基于持续时间字段数据来确定。该持续时间将与SCell 122B将不用于向UE 110传输数据的时间相关，因此不需要使UE 110的LTE-LAA接收器处于高功率模式。本领域的技术人员将理解，将LTE-LAA接收器置于低功率模式可延长UE 110的电池寿命。
图5示出了根据本文描述的各种实施方案的用于UE 110使用载波侦听来增强LBT功能的方法500。在示例性实施方案中，UE 110可经由在许可频带上操作的PCell 122A和在操作未许可频带的SCell 122B上以载波聚合连接至LTE-RAN 120。
在505中，UE 110可执行未许可频带的载波侦听。载波侦听可由UE 110的WiFi芯片235执行。在示例性实施方案中，UE 110可执行未许可频带的CCA(空闲信道评估)。具体地讲，UE 110可在UE 110连接至SCell 122B的未许可频带上窥探由其他无线设备(诸如UE112)传输的RTS和CTS帧。
在510中，UE 110可确定是否已经窥探了RTS或CTS帧。如果还没有窥探RTS或CTS帧，则UE 110可行进至515并确定未许可频带是空闲的。这样，UE 110可在未许可频带上与SCell 122B交换传输。然后，UE 110可循环回到505以再次执行未许可频带的载波侦听。
如果已经窥探了RTS或CTS帧，则UE 110可行进至520并解码帧的持续时间字段。然后，UE 110可基于帧的持续时间字段设置NAV定时器值。如上所述，NAV定时器值可指示未许可频带可保持繁忙多长时间。
在525中，WiFi芯片235可通过WCI 255将NAV定时器值(或从RTS/CTS帧的持续时间字段解码的任何原始数据)传输至蜂窝芯片230。在530中，蜂窝芯片230可避免使用LTE-LAA发射器用于上行链路通信以及/或者在NAV定时器值的持续时间内将UE的LTE-LAA发射器和/或接收器置于低功率模式。同样，由于信道繁忙，UE 110将在定时器的持续时间内避免在未许可频带中向SCell 122B传输上行链路数据，因此，UE 110的LTE-LAA发射器不需要处于高功率模式。在另一示例性实施方案中，UE的LTE-LAA发射器可在NAV定时器值的结束之后保持在低功率模式，并且直到确定未许可频带空闲或者直到SCell 122B切换到不同频带。同样，本领域的技术人员将理解，将LTE-LAA接收器和/或发射器置于低功率模式可延长UE 110的电池寿命。
应当注意，尽管方法400和500经由CCA和NAV机制执行LBT协议，但是本领域的技术人员将能够使方法400和500适应于也结合基于能量的LBT。例如，仅当信道中检测到的能量处于一定范围内时，PCell 122A或UE 110才可以执行与CCA/NAV机制相关联的功能。
图6示出了根据本文描述的各种实施方案的UE 110使用载波侦听来进一步延长电池寿命的方法600。特别地，方法600可涉及蜂窝芯片230和WiFi芯片235共享相同的未许可频带的情况。例如，UE 110可连接至LTE网络120并且在LAA载波聚合下操作，其中PCell122A在许可频带上与UE 110通信，并且SCell 122B在未许可频带上与UE 110通信，UE 110还可以在与UE 110和SCell 122B之间使用的未许可频带相同的未许可频带上连接至WLAN124。
在这种情况下，UE 110的LTE-LAA接收器可执行盲信号类型检测(“BSTD”)以确定未许可频带上的信号是来自SCell 122B还是来自与WLAN 124相关联的接入点。BSTD可由UE110经由参数估计(诸如估计信噪比或信号传输功率)来执行，或者经由信号检测(诸如解码物理信道)来执行。然而，在BSTD期间，UE 110的LTE-LAA接收器应当在全功率模式下操作以适当地接收来自SCell 122B的信号，而如果信号来自WLAN 124，则LTE-LAA接收器可转换为以较低功率模式操作。这样，当未许可频带由于来自WLAN 124的传输而繁忙时，UE 110的LTE-LAA接收器可通过保持全功率模式而浪费功率。
在605中，蜂窝芯片230可经由WCI 255从WiFi芯片235接收NAV定时器值(或从RTS/CTS帧的持续时间字段解码的任何原始数据)。可以以与上面讨论的示例性实施方案类似的方式确定NAV定时器值。例如，NAV定时器可由WiFi芯片235执行未许可频带的CCA并且窥探RTS/CTS帧来确定。在另一示例性实施方案中，可在WiFi芯片235通过与WLAN 124执行RTS/CTS协议来保留未许可频带时确定NAV定时器值。
在610中，一直在执行BSTD的蜂窝芯片230可在接收NAV到时间值之后，在可配置的时间段k内继续执行BSTD。例如，即使UE 110已经确定信道繁忙，也不保证SCell 122B将不传输LTE流量。因此，610是双重检查以确认至少在时间段k期间未许可频带上没有LTE流量。在另一示例性实施方案中，蜂窝芯片230可继续执行BSTD，直到蜂窝芯片230检测到非LTE信号。例如，蜂窝芯片230可在检测到非LTE信号之前，而不是在尚未设置k的初始值的时间段k期间继续执行BSTD。
在615中，蜂窝芯片230可确定在时间段k期间是否在未许可频带上接收到任何LTE流量。如果在时间段k期间未在未许可频带上接收到LTE流量，则蜂窝芯片230可假设在NAV定时器的时段内将不存在LTE流量。然后，方法600可移动至620，其中蜂窝芯片230可确定NAV定时器是否具有剩余时间。例如，蜂窝芯片230可确定NAV定时器值是否已经倒计数到零。如果NAV定时器尚未结束，则方法600可行进至625，其中蜂窝芯片230可在NAV定时器的持续时间内将LTE-LAA接收器置于低功率模式，因为如上所述，蜂窝芯片230可假设因为信道被占用，所以在定时器的持续时间内(在未许可频带中)将没有LTE流量。如果NAV定时器已结束，则方法600可结束。
返回至615，如果在时间段k期间在未许可频带上接收到LTE流量，则方法600可移动至630，其中蜂窝芯片230可基于自学机制或算法来调节时间段k。也就是说，即使UE 110确定信道繁忙，仍然在未许可频带上接收LTE流量。因此，蜂窝芯片230不希望过早关闭LTE-LAA接收器并错过LTE流量。该操作630用于确保不发生这种情况。
在示例性实施方案中，自学机制可基于在已经接收到NAV定时器值之后从SCell122B接收的LTE流量的持续时间来调整时间段k。在示例性实施方案中，如果在接收到NAV时间值之后例如介于3ms和5ms之间接收到LTE流量，则自学机制还可以考虑接收NAV定时器值与接收流量的开始之间的时间。然后，当蜂窝芯片230从WiFi芯片235接收另一个NAV定时器值时，可使用经调节的时间段k。在另一示例性实施方案中，自学机制可基于LTE流量的持续时间的滤波器值来调节时间段k。例如，可基于LTE流量的持续时间的无限脉冲响应(“IIR”)滤波值来调节时间段k。
本领域的技术人员将理解，可以任何合适的软件配置或硬件配置或它们的组合来实现上文所述的示例性实施方案。用于实现示例性实施方案的示例性硬件平台可包括例如具有兼容操作系统的基于Intel x86的平台、Windows OS、Mac平台和MAC OS、具有操作系统诸如iOS、Android等的移动设备。在其他示例中，上述方法的示例性实施方案可被体现为包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的代码行的程序，在进行编译时，该程序可在处理器或微处理器上执行。
对本领域的技术人员而言将显而易见的是，可在不脱离本公开的实质或范围的前提下对本公开进行各种修改。因此，本公开旨在涵盖本公开的修改形式和变型形式，但前提是这些修改形式和变型形式在所附权利要求及其等同形式的范围内。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
在以载波聚合模式操作并且连接至在许可频带上操作的第一小区和在未许可频带上操作的第二小区的用户设备UE处：
在所述未许可频带上执行载波侦听操作；
根据所述载波侦听操作来确定所述未许可频带将被占用的持续时间；
在所述未许可频带将被占用的所述持续时间内，避免向所述未许可频带上的所述第二小区传输数据；以及
在所述未许可频带将被占用的所述持续时间内，将与所述第二小区通信的发射器设置为低功率模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述载波侦听操作包括空闲信道评估。
3.根据权利要求1所述的方法，其中基于在所述载波侦听操作期间检测到的分组的持续时间字段来确定所述持续时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述分组是发送请求RTS分组或清除发送CTS分组中的一者。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述持续时间设置定时器值。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述UE包括工业、科学和医疗ISM芯片和蜂窝芯片，其中所述ISM芯片执行所述载波侦听和所述持续时间的所述确定，所述ISM芯片还将所述持续时间传输至所述蜂窝芯片。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述蜂窝芯片在所述持续时间内将所述发射器设置为所述低功率模式。
8.一种用户设备UE，包括：
收发器；
蜂窝芯片，其中所述收发器和所述蜂窝芯片被配置为以载波聚合模式操作，其中所述UE连接至在许可频带上操作的第一小区和在未许可频带上操作的第二小区；和
工业、科学和医疗ISM芯片，所述ISM芯片被配置为执行所述未许可频带的载波侦听操作，
其中蜂窝芯片或ISM芯片中的一者还被配置为基于来自所述载波侦听操作的信息来确定所述未许可频带将被占用的持续时间，并且
其中所述蜂窝芯片和所述收发器在所述未许可频带将被占用的所述持续时间内避免将数据传输至所述未许可频带上的所述第二小区。
9.根据权利要求8所述的UE，其中所述蜂窝芯片还被配置为在所述未许可频带将被占用的所述持续时间内，将与所述第二小区通信的所述收发器的发射器设置为低功率模式。
10.根据权利要求8所述的UE，其中所述载波侦听操作包括空闲信道评估。
11.根据权利要求8所述的UE，其中基于在所述载波侦听操作期间检测到的分组的持续时间字段来确定所述持续时间。
12.根据权利要求11所述的UE，其中所述分组是发送请求RTS分组或清除发送CTS分组中的一者。
13.根据权利要求8所述的UE，还包括：
定时器，所述定时器具有基于所述持续时间的定时器值。
14.根据权利要求8所述的UE，还包括：
所述ISM芯片与所述蜂窝芯片之间的无线共存接口WCI路径，其中所述ISM芯片经由所述WCI路径将与所述载波侦听操作相关联的信息传输至所述蜂窝芯片。
15.一种方法，包括：
在将许可频带上的主分量载波PCC提供至用户设备UE并且控制将未许可频带上的辅分量载波SCC提供至所述UE的辅小区的主小区处：
接收用于所述未许可频带的载波侦听信息；
基于所述载波侦听信息来确定所述未许可频带将被占用的持续时间；以及
在所述未许可频带将被占用的所述持续时间内，避免调度在所述未许可频带上由所述第二小区到所述UE的任何传输。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
指示所述辅小区在所述持续时间内将用于所述未许可频带的发射器置于低功率模式。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述载波侦听信息是由所述主小区确定的载波侦听信息、从所述辅小区接收的载波侦听信息或从相关联的接入点接收的载波侦听信息中的一者。
18.根据权利要求17所述的方法，其中当所述载波侦听信息由所述主小区确定时，所述确定包括：
检测在所述未许可频带上传输的分组，其中所述分组是发送请求RTS分组或清除发送CTS分组中的一者，其中所述持续时间是基于所述分组的持续时间字段确定的；以及
基于所述持续时间设置网络分配向量NAV定时器。
19.根据权利要求15所述的方法，还包括：
将所述载波侦听信息的至少持续时间信息传输至所述UE。
20.根据权利要求15所述的方法，其中基站包括所述主小区和所述辅小区。
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